17.2: Kinga ya Kinga

Vertebrate, ikiwa ni pamoja na binadamu, mfumo wa kinga ni mfumo mgumu wa multilayered wa kulinda dhidi ya vitisho vya nje na vya ndani kwa uadilifu wa mwili. Mfumo unaweza kugawanywa katika aina mbili za mifumo ya ulinzi: mfumo wa kinga ya innate, ambayo sio maalum kuelekea aina fulani ya pathogen, na mfumo wa kinga unaofaa, ambao ni maalum (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Kinga ya innate haijasababishwa na maambukizi au chanjo na inategemea awali vikwazo vya kimwili na kemikali vinavyofanya kazi kwa vimelea vyote, wakati mwingine huitwa mstari wa kwanza wa ulinzi. Mstari wa pili wa ulinzi wa mfumo wa innate unajumuisha ishara za kemikali zinazozalisha kuvimba na majibu ya homa pamoja na kuhamasisha seli za kinga na ulinzi mwingine wa kemikali. Mfumo wa kinga unaofaa huongeza majibu maalum kwa vitu na viumbe ambavyo sio katika mwili. Mfumo wa adaptive unachukua muda mrefu kujibu na una mfumo wa kumbukumbu unaoruhusu kujibu kwa kiwango kikubwa ikiwa mwili utakapokutana tena na pathogen hata miaka baadaye.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Kuna sehemu mbili kuu kwa mfumo wa kinga ya vertebrate. Mfumo wa kinga ya innate, unaojumuisha vikwazo vya kimwili na ulinzi wa ndani, hujibu kwa vimelea vyote. Mfumo wa kinga unaofaa ni maalum sana.

Vikwazo vya nje na Kemikali

Mwili una vikwazo muhimu vya kimwili kwa vimelea vya uwezo. Ngozi ina keratin ya protini, ambayo inakataa kuingia kimwili ndani ya seli. Nyuso nyingine za mwili, hasa wale wanaohusishwa na kufunguliwa kwa mwili, zinalindwa na membrane ya mucous. Mucus yenye fimbo hutoa mtego wa kimwili kwa vimelea, kuzuia harakati zao zaidi ndani ya mwili. Mafunguo ya mwili, kama vile pua na masikio, yanalindwa na nywele ambazo hupata vimelea, na utando wa mucous wa njia ya kupumua ya juu una cilia ambayo daima huhamisha vimelea vilivyowekwa kwenye kanzu ya kamasi hadi kinywa.

Ngozi na utando wa mucous pia huunda mazingira ya kemikali ambayo ni chuki kwa microorganisms nyingi. Upeo wa ngozi ni tindikali, ambayo huzuia ukuaji wa bakteria. Sali, kamasi, na machozi ya jicho yana enzyme ambayo huvunja kuta za seli za bakteria. Vidonda vya tumbo vinaunda mazingira yenye tindikali, ambayo huua vimelea vingi vinavyoingia kwenye mfumo wa utumbo.

Hatimaye uso wa mwili na mfumo wa utumbo wa chini huwa na jamii ya vijidudu kama vile bakteria, archaea, na fungi zinazoishi bila kuumiza mwili. Kuna ushahidi kwamba viumbe hivi vina manufaa sana kwa mwenyeji wao, kupambana na viumbe vinavyosababisha magonjwa na kuwapiga kwa rasilimali za lishe zinazotolewa na mwili wa mwenyeji. Licha ya ulinzi huu, vimelea vinaweza kuingia mwili kwa njia ya abrasions ya ngozi au punctures, au kwa kukusanya kwenye nyuso za mucosal kwa idadi kubwa ambazo zinashinda ulinzi wa kamasi au cilia.

Ulinzi wa Ndani

Wakati vimelea vinaingia mwili, mfumo wa kinga wa innate hujibu kwa aina mbalimbali za ulinzi wa ndani. Hizi ni pamoja na majibu ya uchochezi, phagocytosis, seli za muuaji wa asili, na mfumo unaosaidia. Seli nyeupe za damu katika damu na lymph hutambua vimelea kama kigeni kwa mwili. Kiini nyeupe cha damu ni kubwa kuliko seli nyekundu ya damu, ni nucleated, na ni kawaida na uwezo wa hoja kwa kutumia amoeboid locomotion. Kwa sababu wanaweza kuhamia wenyewe, seli nyeupe za damu zinaweza kuondoka damu kwenda kwenye tishu zilizoambukizwa. Kwa mfano, monocyte ni aina ya seli nyeupe ya damu ambayo huzunguka katika damu na lymph na huendelea kuwa macrophage baada ya kuhamia kwenye tishu zilizoambukizwa. Macrophage ni kiini kikubwa kinachojitokeza chembe za kigeni na vimelea. Seli za mast zinazalishwa kwa njia sawa na seli nyeupe za damu, lakini tofauti na zinazozunguka seli nyeupe za damu, seli za mast huchukua makazi katika tishu zinazojumuisha na tishu hasa za mucosal. Wao ni wajibu wa kutolewa kemikali kwa kukabiliana na kuumia kimwili. Pia wana jukumu katika majibu ya mzio, ambayo itajadiliwa baadaye katika sura hiyo.

Wakati pathojeni inatambuliwa kama kigeni, kemikali zinazoitwa cytokines zinatolewa. Cytokine ni mjumbe wa kemikali ambayo inasimamia upambanuzi wa seli (fomu na kazi), uenezi (uzalishaji), na usemi wa jeni ili kuzalisha majibu mbalimbali ya kinga. Takriban aina 40 za cytokines zipo kwa wanadamu. Mbali na kutolewa katika seli nyeupe za damu baada ya kutambuliwa kwa pathojeni, saitokinini pia hutolewa na seli zilizoambukizwa na kumfunga kwa seli zilizo karibu zisizoambukizwa, na kusababisha seli hizo kutolewa saitokini. Hii chanya maoni kitanzi matokeo katika kupasuka kwa uzalishaji wa cytokine.

Darasa moja la cytokines ya mapema ni interferons, ambayo hutolewa na seli zilizoambukizwa kama onyo kwa seli zilizo karibu zisizoambukizwa. Interferon ni protini ndogo ambayo inaashiria maambukizi ya virusi kwa seli nyingine. Interferons huchochea seli zisizoambukizwa kuzalisha misombo inayoingilia kati ya replication ya virusi. Interferons pia huamsha macrophages na seli nyingine.

Jibu la Uvimbe na Phagocytosis

Cytokines ya kwanza inayozalishwa huhamasisha kuvimba, upeo wa ndani, uvimbe, joto, na maumivu. Kuvimba ni mwitikio wa majeraha ya kimwili, kama vile kukata au pigo, hasira ya kemikali, na maambukizi ya vimelea (virusi, bakteria, au fungi). Ishara za kemikali zinazosababisha majibu ya uchochezi huingia kwenye maji ya ziada na kusababisha capillaries kupanua (kupanua) na kuta za kapilari kuwa zaidi kupunguzwa, au kuvuja. Seramu na misombo mingine inayovuja kutoka kwa capillaries husababisha uvimbe wa eneo hilo, ambalo husababisha maumivu. Aina mbalimbali za seli nyeupe za damu huvutiwa na eneo la kuvimba. Aina za seli nyeupe za damu zinazofika kwenye tovuti iliyowaka hutegemea hali ya kuumia au kuambukiza pathogen. Kwa mfano, neutrophil ni kiini cha damu nyeupe kinachofika mapema ambacho huvuta na kuchimba vimelea. Neutrophils ni seli nyingi za damu nyeupe za mfumo wa kinga (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Macrophages hufuata neutrophils na kuchukua kazi ya phagocytosis na hushiriki katika azimio la tovuti iliyowaka, kusafisha uchafu wa seli na vimelea.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Seli nyeupe za damu (leukocytes) kutolewa kemikali ili kuchochea majibu ya uchochezi kufuatia kata katika ngozi.

Cytokines pia hutuma maoni kwa seli za mfumo wa neva ili kuleta dalili za jumla za kujisikia mgonjwa, ambazo ni pamoja na uthabiti, maumivu ya misuli, na kichefuchefu. Cytokines pia huongeza joto la mwili la msingi, na kusababisha homa. Joto la juu la homa huzuia ukuaji wa vimelea na kuharakisha michakato ya ukarabati wa seli. Kwa sababu hizi, ukandamizaji wa homa unapaswa kuwa mdogo kwa wale ambao ni hatari sana.

DHANA KATIKA HATUA

Angalia video hii ya pili ya 23, ya kuacha-mwendo inayoonyesha neutrophil ambayo inatafuta na kuvu spora za kuvu wakati wa muda uliopita wa dakika 79.

asili muuaji seli

Lymphocyte ni seli nyeupe ya damu ambayo ina kiini kikubwa (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Lymphocytes wengi huhusishwa na majibu ya kinga ya kinga, lakini seli zilizoambukizwa zinatambuliwa na kuharibiwa na seli za muuaji wa asili, lymphocytes pekee za mfumo wa kinga wa innate. Kiini cha muuaji wa asili (NK) ni lymphocyte ambayo inaweza kuua seli zilizoambukizwa na virusi (au seli za saratani). NK seli kutambua maambukizi intracellular, hasa kutokana na virusi, na kujieleza kubadilishwa ya darasa kuu histocompatibility (MHC) I molekuli juu ya uso wa seli kuambukizwa. MHC darasa I molekuli ni protini juu ya nyuso za seli zote nucleated kwamba kutoa sampuli ya mazingira ya ndani ya seli wakati wowote. Seli mbaya, kama kuambukizwa au kansa, kuonyesha kubadilishwa MHC darasa mimi inayosaidia juu ya nyuso zao kiini.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Lymphocytes, kama vile seli za NK, zinajulikana na nuclei zao kubwa ambazo zinachukua kikamilifu Wright stain na hivyo huonekana rangi nyeusi chini ya darubini. (mikopo: data wadogo bar kutoka Matt Russell)

Baada ya kiini cha NK hutambua kiini kilichoambukizwa au tumor, inasababisha kifo cha kiini kilichopangwa, au apoptosis. Seli za phagocytic kisha huja pamoja na kuchimba uchafu wa seli ulioachwa nyuma. NK seli ni daima doria mwili na ni utaratibu madhubuti kwa ajili ya kudhibiti maambukizi uwezo na kuzuia maendeleo ya kansa. Aina mbalimbali za seli za kinga zinaonyeshwa kwenye Kielelezo\(\PageIndex{4}\).

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Seli zinazohusika katika majibu ya kinga ya innate ni pamoja na seli za mlingoti, seli za muuaji wa asili, na seli nyeupe za damu, kama vile monocytes, macrophages na neutrophils.

Kukamilisha

Safu ya takriban 20 aina ya protini, inayoitwa mfumo inayosaidia, pia imeanzishwa na maambukizi au shughuli za seli za mfumo wa kinga na kazi za kuharibu vimelea vya ziada. Seli za ini na macrophages huunganisha aina zisizo na kazi za protini zinazosaidia kuendelea; protini hizi ni nyingi katika seramu ya damu na zina uwezo wa kujibu mara moja kwa kuambukiza microorganisms. Mfumo wa kuongezea ni jina lake kwa sababu ni nyongeza kwa mfumo wa kinga wa innate na adaptive. Protini zinazosaidia hufunga kwenye nyuso za microorganisms na huvutiwa hasa na vimelea ambavyo tayari vimewekwa na mfumo wa kinga inayofaa. “Utambulisho” huu unahusisha kiambatisho cha protini maalum kinachoitwa kingamwili (kujadiliwa kwa undani baadaye) kwa kisababishi magonjwa. Wanapounganisha, antibodies hubadilisha sura kutoa tovuti ya kumfunga kwa moja ya protini zinazosaidia. Baada ya protini za kwanza zinazosaidia kumfunga, kukimbia kwa kumfunga katika mlolongo maalum wa protini ifuatavyo ambayo pathogen inakuwa haraka coated katika protini inayosaidia.

Protini zinazosaidia hufanya kazi kadhaa, moja ambayo ni kutumika kama alama ili kuonyesha uwepo wa pathogen kwa seli za phagocytic na kuimarisha. Protini fulani zinazosaidia zinaweza kuchanganya kufungua pores katika membrane za seli za microbial na kusababisha lysis ya seli.

Muhtasari

Mfumo wa kinga wa innate una kwanza vikwazo vya kimwili na kemikali kwa maambukizi ikiwa ni pamoja na ngozi na utando wa mucous na secretions zao, nyuso ciliated, na nywele za mwili. Mstari wa pili wa ulinzi ni mfumo wa ulinzi wa ndani iliyoundwa ili kukabiliana na vitisho vya pathogenic ambavyo vinapunguza vikwazo vya kimwili na kemikali vya mwili. Kutumia mchanganyiko wa majibu ya seli na Masi, mfumo wa kinga wa innate hubainisha asili ya pathojeni na hujibu kwa kuvimba, phagocytosis, kutolewa kwa cytokine, uharibifu wa seli za NK, au mfumo unaosaidia.

faharasa

inayosaidia mfumo

safu ya protini takriban 20 ya mumunyifu ya mfumo wa kinga ya innate ambayo huongeza phagocytosis, huzaa mashimo katika vimelea, na kuajiri lymphocytes

cytokine

mjumbe wa kemikali ambayo inasimamia upambanuzi wa seli, kuenea, na kujieleza kwa jeni ili kuathiri majibu ya kinga

mwako

uwekaji wa ndani, uvimbe, joto, na maumivu yanayotokana na harakati za leukocytes kupitia capillaries zilizofunguliwa kwenye tovuti ya maambukizi

kinga ya innate

kinga ambayo hutokea kwa kawaida kwa sababu ya sababu za maumbile au physiolojia, na haitoshi na maambukizi au chanjo

intaferoni

cytokine ambayo inhibits replication virusi

lymphocyte

aina ya seli nyeupe za damu ambayo inajumuisha seli za muuaji wa asili za mfumo wa kinga ya innate na seli B na T za mfumo wa kinga inayofaa

macrophage

kiini kikubwa cha phagocytic ambacho kinaingiza chembe za kigeni na vimelea

kuu histocompatibility darasa (MHC) I

kikundi cha protini kilichopatikana kwenye uso wa seli zote za nucleated zinazoashiria seli za kinga ikiwa kiini ni cha kawaida au kinaambukizwa au kansa; pia hutoa maeneo sahihi ambayo antigens zinaweza kubeba kwa kutambuliwa na lymphocytes

mlingoti kiini

leukocyte inayozalisha molekuli za uchochezi, kama vile histamine, kwa kukabiliana na vimelea vikubwa

monocyte

aina ya seli nyeupe ya damu inayozunguka katika damu na lymfu na inatofautiana katika macrophage baada ya kuhamia kwenye tishu zilizoambukizwa

asili muuaji (NK) kiini

lymphocyte ambayo inaweza kuua seli zilizoambukizwa na virusi au seli za tumor

neutrophil

leukocyte ya phagocytic ambayo huingiza na hupunguza vimelea

kiini nyeupe cha damu

kiini cha nucleated kilichopatikana katika damu ambayo ni sehemu ya mfumo wa kinga; pia huitwa leukocytes

Wachangiaji na Majina

• Template:ContribOpenStaxConcepts