42.2: Jibu la Kinga la Kinga

Ujuzi wa Kuendeleza

• Eleza kinga inayofaa
• Linganisha na kulinganisha kinga inayofaa na ya innate
• Eleza majibu ya kinga ya kiini na majibu ya kinga ya humoral
• Eleza uvumilivu wa kinga

Mitikio ya kinga inayofaa, au inayopatikana, inachukua siku au hata wiki ili kuanzishwa-muda mrefu zaidi kuliko majibu ya innate; hata hivyo, kinga inayoweza kubadilika ni maalum zaidi kwa vimelea na ina kumbukumbu. Kinga inayofaa ni kinga inayotokea baada ya kuambukizwa na antigen ama kutoka kwa pathogen au chanjo. Sehemu hii ya mfumo wa kinga imeanzishwa wakati majibu ya kinga ya innate haitoshi kudhibiti maambukizi. Kwa kweli, bila habari kutoka kwa mfumo wa kinga ya innate, majibu ya adaptive hayakuweza kuhamasishwa. Kuna aina mbili za majibu adaptive: kiini-mediated majibu ya kinga, ambayo hufanyika na seli T, na majibu ya kinga ya ugiligili, ambayo ni kudhibitiwa na seli ulioamilishwa B na kingamwili. Seli za T zilizoamilishwa na seli B ambazo ni maalum kwa miundo ya molekuli kwenye pathojeni huenea na kushambulia pathogen inayovamia. Mashambulizi yao yanaweza kuua vimelea moja kwa moja au kuzuia antibodies zinazoongeza phagocytosis ya vimelea na kuharibu maambukizi. Kinga inayofaa pia inahusisha kumbukumbu ya kumpa mwenyeji ulinzi wa muda mrefu kutoka kwa reinfection na aina moja ya pathogen; juu ya kufidhiwa upya, kumbukumbu hii itawezesha majibu yenye ufanisi na ya haraka.

Viini vya kuwasilisha antigen

Tofauti na seli za NK za mfumo wa kinga ya innate, seli B (B lymphocytes) ni aina ya seli nyeupe za damu ambayo inatoa kupanda kwa kingamwili, ilhali seli T (T lymphocytes) ni aina ya seli nyeupe za damu ambayo ina jukumu muhimu katika mwitikio wa kinga. Seli T ni sehemu muhimu katika majibu ya kiini-mediated majibu maalum ya kinga ambayo hutumia seli T kwa neutralize seli ambazo zimeambukizwa na virusi na bakteria fulani. Kuna aina tatu za seli za T: seli za cytotoxic, msaidizi, na suppressor T seli. Seli za Cytotoxic T huharibu seli zilizoambukizwa na virusi katika majibu ya kinga ya kiini, na seli za msaidizi T zinashiriki katika kuamsha wote antibody na majibu ya kinga ya kiini. Suppressor T seli huzuia seli T na seli B wakati inahitajika, na hivyo kuzuia majibu ya kinga kutoka kuwa makali mno.

Antigen ni macromolecule ya kigeni au “isiyo ya kujitegemea” ambayo hugusa na seli za mfumo wa kinga. Sio antigens zote zitasababisha majibu. Kwa mfano, watu huzalisha antigens zisizohesabika “binafsi” na huwa wazi kwa antijeni za kigeni zisizo na madhara, kama vile protini za chakula, poleni, au vipengele vya vumbi. Ukandamizaji wa majibu ya kinga kwa macromolecules wapole ni umewekwa sana na kwa kawaida kuzuia michakato ambayo inaweza kuharibu jeshi, inayojulikana kama uvumilivu.

Mfumo wa kinga wa innate una seli zinazotambua antigens zinazoweza kuwa na madhara, na kisha kuwajulisha majibu ya kinga ya kinga kuhusu uwepo wa antigens hizi. Kiini cha kuwasilisha antigen (APC) ni seli ya kinga ambayo hutambua, engulfs, na hutoa taarifa ya kukabiliana na kinga ya kinga kuhusu maambukizi. Wakati pathogen inapogunduliwa, APCs hizi zitakuwa phagocytose pathogen na kuchimba ili kuunda vipande vingi vya antigen. Vipande vya antigen vitatumwa kwenye uso wa APC, ambako watatumika kama kiashiria kwa seli nyingine za kinga. Seli za dendritic ni seli za kinga ambazo hutengeneza nyenzo za antigen; zipo kwenye ngozi (seli za Langerhans) na kitambaa cha pua, mapafu, tumbo, na matumbo. Wakati mwingine kiini cha dendritic kinatoa juu ya uso wa seli nyingine ili kushawishi majibu ya kinga, hivyo kufanya kazi kama kiini cha kuwasilisha antijeni. Macrophages pia hufanya kazi kama APCs. Kabla ya uanzishaji na kutofautisha, seli za B zinaweza pia kufanya kazi kama APCs.

Baada ya phagocytosis na APCs, vesicle ya phagocytic inafuta na lysosome ya ndani ya seli inayounda phagolysosome. Ndani ya phagolysosome, vipengele ni kuvunjwa katika vipande; vipande ni kisha kubeba kwenye MHC darasa I au MHC darasa II molekuli na ni kusafirishwa kwa uso wa seli kwa ajili ya kuwasilisha antigen, kama inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{1}\). Kumbuka kuwa lymphocytes T haiwezi kujibu vizuri antigen isipokuwa ni kusindika na kuingizwa katika molekuli MHC II. APCs zinaonyesha MHC juu ya nyuso zao, na ikiwa ni pamoja na antigen ya kigeni, magumu haya yanaashiria mvamizi “asiyejitegemea”. Mara baada ya kipande cha antigen kinaingizwa kwenye molekuli ya MHC II, kiini cha kinga kinaweza kujibu. Msaidizi T- seli ni moja ya lymphocytes kuu zinazojibu seli zinazowasilisha antigen. Kumbuka kwamba seli nyingine zote za nucleated za mwili zilionyesha molekuli za MHC I, ambazo zinaashiria “afya” au “kawaida.”

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): APC, kama vile macrophage, engulfs na digests bakteria ya kigeni. Antijeni kutoka kwa bakteria hutolewa kwenye uso wa seli kwa kushirikiana na molekuli ya MHC II ya lymphocytes ya majibu ya kinga ya kinga ya kuingiliana na molekuli ya antijeni iliyoingia MHC II ili kukomaa katika seli za kinga za kazi.

T na B lymphocytes

Lymphocytes katika damu zinazozunguka binadamu ni takriban 80 hadi 90 asilimia T seli, inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{2}\), na 10 hadi 20 asilimia B seli. Kumbuka kwamba seli T ni kushiriki katika kiini-mediated majibu ya kinga, wakati seli B ni sehemu ya majibu ya kinga ya ugiligili.

Seli za T zinajumuisha idadi tofauti ya seli zilizo na kazi tofauti sana. Baadhi ya seli T huitikia APCs za mfumo wa kinga wa innate, na kwa moja kwa moja husababisha majibu ya kinga kwa kutoa cytokines. Seli nyingine za T huchochea seli B ili kuandaa majibu yao wenyewe. Idadi nyingine ya seli za T hutambua ishara za APC na huua moja kwa moja seli zilizoambukizwa. Seli nyingine za T zinahusika katika kukandamiza athari zisizofaa za kinga kwa antijeni zisizo na madhara au “binafsi”.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Micrograph hii ya skanning ya elektroni inaonyesha lymphocyte T, ambayo inawajibika kwa majibu ya kinga ya kiini. Seli T zinaweza kutambua antigens. (mikopo: mabadiliko ya kazi na NCI; data ya kiwango cha bar kutoka Matt Russell)

T na B seli kuonyesha mandhari ya kawaida ya kutambuliwa/kisheria ya antijeni maalum kupitia receptor nyongeza, ikifuatiwa na uanzishaji na binafsi amplification/kukomaa kwa hasa kumfunga kwa antijeni fulani ya pathojeni ya kuambukiza. T na B lymphocytes pia ni sawa kwa kuwa kila kiini huonyesha tu aina moja ya receptor ya antigen. Mtu yeyote anaweza kuwa na idadi ya seli za T na B ambazo pamoja zinaonyesha aina isiyo na kikomo ya receptors ya antigen ambayo ina uwezo wa kutambua karibu pathogen yoyote inayoambukiza. T na B seli ni ulioamilishwa wakati wao kutambua sehemu ndogo ya antigens, aitwaye epitopes, iliyotolewa na APC, mfano katika Kielelezo\(\PageIndex{3}\). Kumbuka kwamba utambuzi hutokea katika epitope maalum badala ya antigen nzima; kwa sababu hii, epitopes hujulikana kama “determinants antigenic.” Kutokuwepo kwa taarifa kutoka kwa APCs, seli za T na B hubakia kazi, au hazipatikani, na haziwezi kuandaa majibu ya kinga. Mahitaji ya habari kutoka APCs ya kinga innate kusababisha B kiini au T uanzishaji wa seli unaonyesha asili muhimu ya majibu innate kinga kwa utendaji wa mfumo mzima wa kinga.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Antigen ni macromolecule ambayo humenyuka na vipengele vya mfumo wa kinga. Antigen iliyotolewa inaweza kuwa na motifs kadhaa ambazo zinatambuliwa na seli za kinga. Kila motif ni epitope. Katika takwimu hii, muundo mzima ni antigen, na vipengele vya machungwa, lax na kijani vinavyotokana nayo vinawakilisha epitopes zinazoweza kutokea.

Naïve T seli unaweza kueleza moja ya molekuli mbili tofauti, CD4 au CD8, juu ya uso wao, kama inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{4}\), na ni ipasavyo classified kama CD4 ⁺ au CD8 ⁺ seli. Molekuli hizi ni muhimu kwa sababu zinasimamia jinsi seli ya T itaingiliana na na kujibu APC. Naïve CD4 ⁺ seli hufunga APCs kupitia molekuli zao antijeni iliyoingia MHC II na ni drivas kuwa msaidizi T (T _H) lymphocytes, seli zinazoendelea kuchochea seli B (au seli cytotoxic T) moja kwa moja au secrete cytokines kuwajulisha seli zaidi na mbalimbali lengo kuhusu pathogenic tishio. Kwa upande mwingine, seli za ^CD8+ hushirikisha molekuli za MHC I zilizoingizwa na antijeni kwenye APC na huchochewa kuwa lymphocytes T cytotoxic (CTL), ambazo huua moja kwa moja seli zilizoambukizwa na apoptosis na hutoa cytokines ili kukuza mwitikio wa kinga. Wakazi wawili wa seli T wana taratibu tofauti za ulinzi wa kinga, lakini zote mbili hufunga molekuli za MHC kupitia receptors zao za antijeni zinazoitwa receptors za seli T (TCRs). CD4 au CD8 molekuli uso kutofautisha kama TCR kushiriki MHC II au MHC I molekuli. Kwa sababu husaidia katika ufafanuzi wa kisheria, molekuli za CD4 na CD8 zinaelezewa kama coreceptors.

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Naïve CD4 ⁺ T seli kushiriki MHC II molekuli juu ya seli antijeni kuwasilisha (APCs) na kuwa ulioamilishwa. Clones ya kiini cha msaidizi T kilichoamilishwa, kwa upande wake, huamsha seli B na seli za CD8 ⁺ T, ambazo huwa seli za cytotoxic T. Seli za Cytotoxic T huua seli zilizoambukizwa.

Zoezi\(\PageIndex{1}\)

Ni ipi kati ya taarifa zifuatazo kuhusu seli za T ni uongo?

1. Msaidizi T seli hutoa cytokines wakati seli za cytotoxic T zinaua kiini kilichoambukizwa.
2. Msaidizi T seli ni CD4 ⁺, wakati seli za cytotoxic T ni CD8 ⁺.
3. MHC II ni kipokezi kinachopatikana kwenye seli nyingi za mwili, wakati MHC I ni kipokezi kinachopatikana kwenye seli za kinga tu.
4. Mpokeaji wa seli T hupatikana kwenye seli zote za CD4 ⁺ na CD8 ⁺ T.

Jibu

C

Fikiria antigens zisizowezekana ambazo mtu atakuwa wazi wakati wa maisha. Mfumo wa kinga wa kimamalia unaofaa katika kukabiliana ipasavyo kwa kila antigen. Mamalia wana tofauti kubwa ya wakazi wa seli T, kutokana na utofauti wa TCRs. Kila TCR lina minyororo miwili ya polipeptidi ambayo hupanda utando wa seli T, kama inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{5}\); minyororo huunganishwa na daraja la disulfide. Kila mnyororo wa polipeptidi hujumuisha uwanja wa mara kwa mara na uwanja wa kutofautiana: uwanja, kwa maana hii, ni kanda maalum ya protini ambayo inaweza kuwa ya udhibiti au ya kimuundo. Kikoa cha intracellular kinahusika katika ishara ya intracellular. Kiini kimoja cha T kitaelezea maelfu ya nakala zinazofanana za aina moja maalum ya TCR kwenye uso wake wa seli. Ufafanuzi wa mfumo wa kinga unaofaa hutokea kwa sababu huunganisha mamilioni ya wakazi tofauti wa seli za T, kila mmoja akielezea TCR ambayo inatofautiana katika uwanja wake wa kutofautiana. Hii tofauti TCR ni mafanikio kwa mutation na recombination ya jeni kwamba encode receptors hizi katika precursors seli shina ya seli T. Kufungia kati ya molekuli ya MHC inayoonyesha antijeni na “mechi” ya TCR inayoongezea inaonyesha kwamba mfumo wa kinga unaofaa unahitaji kuamsha na kuzalisha seli hiyo maalum ya T kwa sababu muundo wake unafaa kutambua na kuharibu kisababishi cha kuvamia.

Kielelezo\(\PageIndex{5}\): T kiini receptor spans utando na miradi variable kisheria mikoa katika nafasi extracellular kumfunga antijeni kusindika kupitia molekuli MHC juu APCs.

Msaada T lymphocytes

Lymphocytes T _H hufanya kazi moja kwa moja kutambua vimelea vya uwezo kwa seli nyingine za mfumo wa kinga. Seli hizi ni muhimu kwa maambukizi ya ziada, kama vile yale yanayosababishwa na bakteria fulani, helminths, na protozoa. T _H lymphocytes kutambua antigens maalum kuonyeshwa katika complexes MHC II ya APC. Kuna idadi kubwa mbili za seli za T _H: T _H 1 na T _H 2. T _H 1 seli hutoa cytokines ili kuongeza shughuli za macrophages na seli nyingine za T. T _H 1 seli kuamsha hatua ya seli cytotoxic T, pamoja na macrophages. T _H 2 seli kuchochea seli naïve B kuharibu wavamizi wa kigeni kupitia secretion antibody. Ikiwa majibu ya kinga ya T _H 1 au T _H 2 yanaendelea inategemea aina maalum za cytokines zilizofichwa na seli za mfumo wa kinga ya innate, ambayo kwa upande inategemea asili ya pathogen inayovamia.

Mitikio ya T _H 1-mediated inahusisha macrophages na inahusishwa na kuvimba. Kumbuka ulinzi wa mstari wa mbele wa macrophages wanaohusika katika majibu ya kinga ya innate. Baadhi ya bakteria intracellular, kama vile Mycobacterium kifua kikuu, wamebadilika ili kuzidisha katika macrophages baada ya kuwa enulfed. Vimelea hivi huepuka majaribio ya macrophages kuharibu na kuchimba pathogen. Wakati M. maambukizi ya kifua kikuu hutokea, macrophages inaweza kuchochea seli naïve T kuwa seli T _H 1. Seli hizi zilizochochea T hutoa cytokines maalum zinazotuma maoni kwa macrophage ili kuchochea uwezo wake wa utumbo na kuruhusu kuharibu kifua kikuu cha M. Kwa namna hiyo hiyo, macrophages T _H 1-ulioamilishwa pia inafaa zaidi kumeza na kuua seli za tumor. Kwa muhtasari; T _H 1 majibu ni moja kwa moja kwa wavamizi intracellular wakati T _H 2 majibu ni lengo la wale ambao ni extracellular.

B lymphocytes

Wakati kuchochewa na njia T _H 2, seli naïve B kutofautisha katika seli antibody-secreting plasma. Kiini cha plasma ni kiini cha kinga ambacho huficha kingamwili; seli hizi zinatoka kwenye seli B ambazo zilichochewa na antigens. Sawa na seli za T, seli za naïve B awali zimefunikwa kwa maelfu ya receptors za seli B (BCRs), ambazo ni aina za membrane za Ig (immunoglobulin, au antibody). Kipokezi cha seli B kina minyororo miwili nzito na minyororo miwili nyepesi iliyounganishwa na uhusiano wa disulfidi. Kila mlolongo una kanda ya mara kwa mara na ya kutofautiana; mwisho unahusishwa katika kisheria cha antigen. Protini nyingine mbili za utando, Ig alpha na Ig beta, zinahusika katika kuashiria. receptors ya seli yoyote fulani B, kama inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{6}\) ni sawa, lakini mamia ya mamilioni ya seli tofauti B katika mtu binafsi na tofauti kutambua domains zinazochangia utofauti wa kina katika aina ya miundo Masi ambayo wanaweza kumfunga. Katika hali hii, seli B hufanya kazi kama APCs. Wao hufunga na kuingiza antijeni za kigeni kupitia BCRs zao na kisha kuonyesha antigens kusindika katika mazingira ya molekuli MHC II kwa seli T _H 2. Wakati kiini cha T _H 2 kinatambua kwamba kiini B kinafungwa na antigen husika, huficha cytokines maalum zinazoshawishi seli B kuenea kwa kasi, ambayo hufanya maelfu ya nakala zinazofanana (clonal) zake, na kisha huunganisha na hutoa antibodies na muundo huo wa kutambua antigen kama BCRs. Uanzishaji wa seli B zinazohusiana na lahaja moja maalum ya BCR na kuenea kwa kiasi kikubwa kwa lahaja hiyo inajulikana kama uteuzi wa clonal. Jambo hili kwa kiasi kikubwa, lakini kwa ufupi, hubadilisha uwiano wa vigezo vya BCR vilivyoelezwa na mfumo wa kinga, na hubadilisha usawa kuelekea BCRs maalum kwa pathogen inayoambukiza.

Kielelezo\(\PageIndex{6}\): Vipokezi vya seli B vinaingizwa kwenye membrane ya seli B na kumfunga antigens mbalimbali kupitia mikoa yao ya kutofautiana. Mkoa wa uhamisho wa ishara huhamisha ishara ndani ya seli.

Seli za T na B zinatofautiana kwa njia moja ya msingi: ilhali seli za T hufunga antijeni ambazo zimefunikwa na kuingizwa katika molekuli za MHC na APC, seli za B zinafanya kazi kama APCs zinazofunga antijeni zisizofaa ambazo hazijasindika. Ingawa seli za T na B zote mbili huguswa na molekuli zinazoitwa “antigens,” lymphocytes hizi hujibu kwa aina tofauti za molekuli. B seli lazima kuwa na uwezo wa kumfunga antijeni intact kwa sababu wao secrete antibodies kwamba lazima kutambua pathojeni moja kwa moja, badala ya mwilini mabaki ya pathojeni. Bakteria carbohydrate na molekuli lipid inaweza kuamsha seli B kwa kujitegemea kutoka seli T.

Cytotoxic T lymphocyt

CTL, kikundi cha seli za T, hufanya kazi ya kufuta maambukizi moja kwa moja. Sehemu ya kiini ya mfumo wa kinga inayofaa ina CTL ambazo zinashambulia na kuharibu seli zilizoambukizwa. CTL ni muhimu hasa katika kulinda dhidi ya maambukizi ya virusi; hii ni kwa sababu virusi huiga ndani ya seli ambako zinalindwa kutokana na kuwasiliana na ziada ya seli na antibodies zinazozunguka. Wakati APCs phagocytize vimelea na sasa antijeni za MHC I-iliyoingia kwa seli za CD8 ⁺ T ambazo zinaonyesha TCRs za ziada, seli za CD8 ⁺ T zimeanzishwa ili kuenea kulingana na uteuzi wa clonal. Hizi CTL kusababisha kisha kutambua zisizo APC kuonyesha sawa MHC I-iliyoingia antijeni (kwa mfano, protini za virusi) -kwa mfano, CTL kutambua seli jeshi kuambukizwa.

Intracellularly, seli zilizoambukizwa kawaida kufa baada ya kuambukiza pathogen replicates kwa mkusanyiko wa kutosha na lyses seli, kama virusi wengi kufanya. CTL zinajaribu kutambua na kuharibu seli zilizoambukizwa kabla ya pathogen inaweza kuiga na kutoroka, na hivyo kuzuia maendeleo ya maambukizi ya intracellular. CTL pia inasaidia lymphocytes ya NK kuharibu kansa za mapema. Cytokines zilizofichwa na majibu ya T _H 1 ambayo huchochea macrophages pia huchochea CTL na kuongeza uwezo wao wa kutambua na kuharibu seli zilizoambukizwa na tumors.

CTL maana MHC I-iliyoingia antijeni kwa kuingiliana moja kwa moja na seli zilizoambukizwa kupitia TCRs zao. Kufungwa kwa TCRs na antigens huwezesha CTL kutolewa kwa perforin na granzyme, enzymes zinazoharibika ambazo zitasababisha apoptosis ya seli iliyoambukizwa. Kumbuka kwamba hii ni utaratibu wa uharibifu sawa na ule uliotumiwa na seli za NK. Katika mchakato huu, CTL haiambukizwa na haijeruhiwa na secretion ya perforin na granzymes. Kwa kweli, kazi za seli za NK na CTL ni za ziada na zinaongeza kuondolewa kwa seli zilizoambukizwa, kama ilivyoonyeshwa kwenye Mchoro\(\PageIndex{7}\). Ikiwa kiini cha NK hakiwezi kutambua muundo wa “kukosa ubinafsi” wa molekuli za MHC I zilizowekwa chini, basi CTL inaweza kuitambua kwa tata ya MHC I na antijeni za kigeni, ambazo zinaashiria “kubadilishwa binafsi.” Vile vile, kama CTL haiwezi kuchunguza antijeni iliyoingia MHC I kwa sababu receptors ni wazi kutoka uso wa seli, NK seli kuharibu seli badala yake. CTL pia hutoa cytokines, kama vile interferons, zinazobadilisha usemi wa protini ya uso katika seli nyingine zilizoambukizwa, kama vile seli zilizoambukizwa zinaweza kutambuliwa kwa urahisi na kuharibiwa. Aidha, interferons hizi zinaweza pia kuzuia seli zilizoambukizwa virusi kutoka kwa kutolewa kwa chembe za virusi.

Kielelezo\(\PageIndex{7}\): Asili muuaji (NK) seli kutambua MHC I receptor juu ya seli afya. Ikiwa MHC mimi haipo, kiini ni lysed.

Zoezi\(\PageIndex{2}\)

Kulingana na kile unachojua kuhusu receptors za MHC, kwa nini unadhani chombo kilichopandwa kutoka kwa wafadhili asiyolingana na mpokeaji kitakataliwa?

Jibu

Vipokezi vya MHC hutofautiana kutoka kwa mtu hadi mtu. Hivyo, receptors ya MHC juu ya wafadhili wasiokubaliana huchukuliwa kuwa “yasiyo ya kujitegemea” na hukataliwa na mfumo wa kinga.

Seli za plasma na CTL huitwa kwa pamoja seli za athari: zinawakilisha matoleo tofauti ya wenzao wa naïve, na wanahusika katika kuleta ulinzi wa kinga ya kuua vimelea na seli za jeshi zilizoambukizwa.

Nyuso za mucosal na uvumilivu wa kinga

Majibu ya kinga ya innate na adaptive yaliyojadiliwa hadi sasa yanajumuisha mfumo wa kinga ya mfumo (unaoathiri mwili mzima), ambayo ni tofauti na mfumo wa kinga ya mucosal. Kinga ya mucosal hutengenezwa na tishu za lymphoid zinazohusiana na mucosa, ambazo hufanya kazi kwa kujitegemea mfumo wa kinga ya mfumo, na ambayo ina vipengele vyake vya innate na vyema. Mucosa-kuhusishwa lymphoid tishu (MALT), mfano katika Kielelezo\(\PageIndex{8}\), ni mkusanyiko wa tishu lymphatic kwamba unachanganya na tishu epithelial bitana mucosa katika mwili. Tissue hii hufanya kazi kama kizuizi cha kinga na majibu katika maeneo ya mwili na mawasiliano ya moja kwa moja na mazingira ya nje. Mifumo ya kinga ya mfumo na mucosal hutumia aina nyingi za seli sawa. Chembe za kigeni ambazo hufanya njia yao ya MALT zinachukuliwa na seli za epithelial za absorptive zinazoitwa seli za M na hutolewa kwa APC ziko moja kwa moja chini ya tishu za mucosal. Seli za M zinafanya kazi katika usafiri ulioelezwa, na ziko kwenye kiraka cha Peyer, nodule ya lymphoid. APCs ya mfumo wa kinga ya mucosal ni hasa seli za dendritic, na seli B na macrophages zina majukumu madogo. Processed antijeni kuonyeshwa kwenye APC wanaona seli T katika MALT na katika maeneo mbalimbali ya mucosal induction, kama vile tonsils, adenoids, nyongeza, au tezi mesenteric ya utumbo. Vipengele vya T vilivyoamilishwa kisha huhamia kupitia mfumo wa lymphatic na kwenye mfumo wa mzunguko kwenye maeneo ya mucosal ya maambukizi.

Kielelezo\(\PageIndex{8}\): Topolojia na kazi ya MALT INTESTINAL inavyoonekana. Pathogens huchukuliwa na seli za M katika epithelium ya tumbo na hutolewa ndani ya mfukoni uliofanywa na uso wa ndani wa seli. Mfukoni una seli zinazowasilisha antijeni kama vile seli za dendritic, ambazo zinajumuisha antigens, halafu zinawasilisha na molekuli za MHC II kwenye uso wa seli. Seli za dendritic huhamia kwenye tishu za msingi zinazoitwa kiraka cha Peyer. Seli za kuwasilisha antijeni, seli za T, na seli za B zinakusanya ndani ya kiraka cha Peyer, na kutengeneza follicles za lymphoid zilizopangwa. Huko, baadhi ya seli za T na seli B zinaanzishwa. Seli nyingine za dendritic zilizobeba antijeni huhamia kupitia mfumo wa lymphatic ambapo huamsha seli B, seli za T, na seli za plasma katika nodes za lymph. seli ulioamilishwa kisha kurudi MALT tishu effector maeneo. IgA na antibodies nyingine hufichwa ndani ya lumen ya tumbo.

MALT ni sehemu muhimu ya mfumo wa kinga ya kazi kwa sababu nyuso mucosal, kama vile vifungu pua, ni tishu ya kwanza ambayo inhaled au kumeza vimelea ni zilizoingia. Tissue ya mucosal ni pamoja na kinywa, pharynx, na umio, na njia ya utumbo, kupumua, na urogenital.

Mfumo wa kinga unapaswa kudhibitiwa ili kuzuia majibu mabaya, yasiyo ya lazima kwa vitu visivyo na madhara, na muhimu zaidi ili usiingie “kujitegemea.” Uwezo uliopatikana wa kuzuia majibu yasiyo ya lazima au ya hatari ya kinga kwa dutu ya kigeni inayojulikana kutosababisha ugonjwa inaelezewa kama uvumilivu wa kinga. Kinga uvumilivu ni muhimu kwa ajili ya kudumisha homeostasis mucosal kutokana na idadi kubwa ya vitu kigeni (kama vile protini chakula) kwamba APCs ya cavity mdomo, koo, na utumbo mucosa kukutana. Uvumilivu wa kinga huletwa na APC maalumu katika ini, tezi, utumbo mdogo, na mapafu ambayo sasa antijeni madhara kwa idadi ya watu kipekee tofauti ya udhibiti T (T _reg) seli, lymphocytes maalumu ambayo kuzuia kuvimba ndani na kuzuia secretion ya sababu stimulatory kinga. Matokeo ya pamoja ya seli za T _reg ni kuzuia uanzishaji wa immunologic na kuvimba katika compartments tishu zisizohitajika na kuruhusu mfumo wa kinga kuzingatia vimelea badala yake. Mbali na kukuza uvumilivu wa kinga ya antigens wasio na hatia, subsets nyingine za seli za T _reg zinahusika katika kuzuia majibu ya autoimmune, ambayo ni majibu yasiyofaa ya kinga kwa seli za mwenyeji au antijeni binafsi. Darasa lingine la T _reg linazuia majibu ya kinga dhidi ya vimelea vya hatari baada ya maambukizi yameondoa ili kupunguza uharibifu wa kiini cha jeshi ikiwa na kuvimba na lysis ya seli.

Kumbukumbu ya immunological

Mfumo wa kinga unaofaa una sehemu ya kumbukumbu ambayo inaruhusu majibu yenye ufanisi na makubwa juu ya uvamizi wa pathogen sawa. Kumbukumbu ni kushughulikiwa na adaptive mfumo wa kinga na kutegemea kidogo juu ya cues kutoka majibu innate. Wakati wa majibu ya kinga ya adaptive kwa pathojeni ambayo haijawahi kukutana kabla, inayoitwa majibu ya msingi, seli za plasma zinazoficha kingamwili na seli tofauti za T huongezeka, halafu plateau baada ya muda. Kama B na T seli kukomaa katika seli effector, subset ya watu naïve differentiates katika seli B na T kumbukumbu na specifikationer huo antijeni, kama inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{9}\).

Kiini cha kumbukumbu ni antijeni maalum B au T lymphocyte ambayo haina kutofautisha katika seli za athari wakati wa majibu ya kinga ya msingi, lakini hiyo inaweza mara moja kuwa seli za athari juu ya yatokanayo tena na pathogen sawa. Wakati wa majibu ya kinga ya msingi, seli za kumbukumbu hazijibu antigens na hazichangia kuwa mwenyeji wa ulinzi. Kama maambukizi yanafutwa na uchochezi wa pathogenic hupungua, watendaji hawahitaji tena, na hupata apoptosis. Kwa upande mwingine, seli za kumbukumbu zinaendelea katika mzunguko.

Kielelezo\(\PageIndex{9}\): Baada ya awali kumfunga antigen kwa receptor B kiini (BCR), kiini B internalizes antigen na inatoa juu ya MHC II. Kiini cha msaidizi T kinatambua tata ya MHC II-antigen na inaamsha kiini B. Matokeo yake, seli za kumbukumbu B na seli za plasma zinafanywa.

Zoezi\(\PageIndex{3}\)

Antigen ya Rh inapatikana kwenye seli nyekundu za damu za Rh-chanya. Mwanamke wa Rh-hasi anaweza kubeba fetusi ya Rh-chanya kwa muda bila ugumu. Hata hivyo, ikiwa ana fetusi ya pili ya Rh-chanya, mwili wake unaweza kuzindua mashambulizi ya kinga ambayo husababisha ugonjwa wa hemolytic wa mtoto aliyezaliwa. Kwa nini unadhani ugonjwa wa hemolytic ni tatizo tu wakati wa mimba ya pili au inayofuata?

Jibu

Ikiwa damu ya mama na fetusi huchanganya, seli za kumbukumbu zinazotambua antigen ya Rh zinaweza kuunda mwishoni mwa mimba ya kwanza. Wakati wa mimba zinazofuata, seli hizi za kumbukumbu huzindua mashambulizi ya kinga kwenye seli za damu za fetasi. Ukosefu wa antibody Anti-RH wakati wa ujauzito wa kwanza huzuia majibu ya kinga kutokea.

Ikiwa pathogen haijawahi kukutana tena wakati wa maisha ya mtu binafsi, seli za kumbukumbu za B na T zitazunguka kwa miaka michache au hata miongo kadhaa na zitakufa hatua kwa hatua, hazijawahi kufanya kazi kama seli za athari. Hata hivyo, ikiwa mwenyeji anajulikana tena kwa aina hiyo ya pathogen, seli za kumbukumbu zinazozunguka zitafautisha mara moja kwenye seli za plasma na CTL bila pembejeo kutoka kwa APCs au seli za T _H. Sababu moja ya majibu ya kinga ya adaptive ni kuchelewa ni kwa sababu inachukua muda kwa seli naïve B na T na specifikationer sahihi antigen kutambuliwa na kuanzishwa. Baada ya kuambukizwa tena, hatua hii imeshuka, na matokeo ni uzalishaji wa haraka zaidi wa ulinzi wa kinga. Kumbukumbu B seli kwamba kutofautisha katika seli plasma pato makumi kwa mamia mara kubwa kiasi antibody kuliko walikuwa secreted wakati wa majibu ya msingi, kama graph katika Kielelezo\(\PageIndex{10}\) unaeleza. Hii haraka na makubwa antibody majibu inaweza kuacha maambukizi kabla inaweza hata kuwa imara, na mtu binafsi anaweza kutambua walikuwa wazi.

Kielelezo\(\PageIndex{10}\): Katika majibu ya msingi kwa maambukizi, antibodies hufichwa kwanza kutoka kwenye seli za plasma. Baada ya kufidhiwa upya kwa pathogen hiyo, seli za kumbukumbu zinatofautiana katika seli za plasma za kuzuia antibody-secreting ambazo hutoa kiasi kikubwa cha antibody kwa muda mrefu.

Chanjo inategemea ujuzi kwamba yatokanayo na antijeni zisizo za kuambukiza, inayotokana na vimelea vinavyojulikana, huzalisha majibu ya kinga ya msingi ya msingi. Mwitikio wa kinga dhidi ya chanjo hauwezi kuonekana na mwenyeji kama ugonjwa lakini bado unakiri kumbukumbu ya kinga. Unapofunuliwa na pathogen inayofanana ambayo mtu alipewa chanjo, mmenyuko huo ni sawa na mfiduo wa sekondari. Kwa sababu kila reinfection huzalisha seli zaidi za kumbukumbu na kuongezeka kwa upinzani dhidi ya pathojeni, na kwa sababu baadhi ya seli za kumbukumbu hufa, kozi fulani za chanjo zinahusisha chanjo moja au zaidi ya nyongeza ili kuiga maonyesho ya kurudia: kwa mfano, nyongeza za pepopunda zinahitajika kila baada ya miaka kumi kwa sababu seli za kumbukumbu tu kuishi kwa muda mrefu.

Mucosal kinga kumbukumbu

Subset ya seli za T na B za mfumo wa kinga ya mucosal hufafanua katika seli za kumbukumbu kama vile katika mfumo wa kinga ya mfumo. Baada ya uvamizi wa aina moja ya pathogen, majibu ya kinga ya hutamkwa hutokea kwenye tovuti ya mucosal ambapo pathogen ya awali iliyoingia, lakini ulinzi wa pamoja pia hupangwa ndani ya tishu zilizounganishwa au karibu za mucosal. Kwa mfano, kumbukumbu ya kinga ya maambukizi katika cavity ya mdomo pia itasababisha majibu katika pharynx ikiwa cavity ya mdomo ilikuwa wazi kwa pathogen sawa.

Uhusiano wa Kazi: Daktari wa chanjo

Chanjo (au chanjo) inahusisha utoaji, kwa kawaida kwa sindano kama inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{11}\), ya antigen noninfectious (s) inayotokana na vimelea inayojulikana. Vipengele vingine, vinavyoitwa adjuvants, vinatolewa sambamba ili kusaidia kuchochea majibu ya kinga. Kumbukumbu ya kinga ni sababu chanjo zinafanya kazi. Kimsingi, athari za chanjo ni kuchochea kumbukumbu ya kinga, na hivyo kupinga vimelea maalum bila mtu kuwa na uzoefu wa maambukizi.

Kielelezo\(\PageIndex{11}\): Chanjo mara nyingi hutolewa kwa sindano ndani ya mkono. (mikopo: Marekani Navy Mpiga picha wa Mate Airman mwanafunzi Christopher D. Blachly)

Wataalamu wa chanjo wanahusika katika mchakato wa maendeleo ya chanjo kutoka kwa wazo la awali hadi upatikanaji wa chanjo iliyokamilishwa. Utaratibu huu unaweza kuchukua miongo kadhaa, unaweza gharama mamilioni ya dola, na inaweza kuhusisha vikwazo vingi njiani. Kwa mfano, chanjo zilizojitokeza huchochea mfumo wa kinga ya utaratibu, huchochea kinga ya ugiligili na kiini, lakini huwa na athari kidogo juu ya majibu ya mucosal, ambayo inatoa changamoto kwa sababu vimelea vingi vinawekwa na kuiga katika vyumba vya mucosal, na sindano haitoi zaidi ufanisi kinga kumbukumbu kwa mawakala hawa ugonjwa. Kwa sababu hii, wataalamu wa chanjo wanahusika kikamilifu katika kuendeleza chanjo mpya zinazotumiwa kupitia njia za utoaji wa intranasal, erosoli, mdomo, au transcutaneous (kufyonzwa kupitia ngozi). Muhimu, chanjo zinazoendeshwa na mucosal husababisha kinga ya mucosal na ya utaratibu na kuzalisha kiwango sawa cha upinzani wa magonjwa kama chanjo za sindano.

Kielelezo\(\PageIndex{12}\): Chanjo ya polio inaweza kusimamiwa kwa maneno. (mikopo: mabadiliko ya kazi na UNICEF Sverige)

Hivi sasa, toleo la chanjo ya mafua ya intranasal inapatikana, na chanjo za polio na typhoid zinaweza kutumiwa kwa maneno, kama inavyoonekana kwenye Mchoro\(\PageIndex{12}\). Vile vile, chanjo za surua na rubella zinachukuliwa kwa utoaji wa aerosol kwa kutumia vifaa vya kuvuta pumzi. Hatimaye, mimea ya transgenic inaweza kuwa engineered kuzalisha antigens chanjo ambayo inaweza kuliwa kutoa upinzani ugonjwa. Chanjo nyingine zinaweza kubadilishwa na maombi ya rectal au uke ili kuchochea majibu ya kinga katika rectal, genitourinary, au mucosa ya uzazi. Hatimaye, antigens ya chanjo inaweza kubadilishwa kwa matumizi ya transdermal ambayo ngozi hupigwa kidogo na edles hutumiwa kupiga safu ya nje. Mbali na kuhamasisha majibu ya kinga ya mucosal, kizazi hiki kipya cha chanjo kinaweza kukomesha wasiwasi unaohusishwa na sindano na, kwa upande wake, kuboresha ushiriki wa mgonjwa.

Vituo vya Msingi vya Mfumo wa Kinga

Ingawa mfumo wa kinga unahusishwa na seli zinazozunguka katika mwili wote, udhibiti, kukomaa, na kuingiliana kwa sababu za kinga hutokea katika maeneo maalum. Damu huzunguka seli za kinga, protini, na mambo mengine kupitia mwili. Takriban asilimia 0.1 ya seli zote katika damu ni leukocytes, ambazo zinajumuisha monocytes (mtangulizi wa macrophages) na lymphocytes. Wengi wa seli katika damu ni erythrocytes (seli nyekundu za damu). Lymph ni maji ya maji ambayo hupanda tishu na viungo na seli nyeupe za damu za kinga na hazina erythrocytes. Seli za mfumo wa kinga zinaweza kusafiri kati ya mifumo tofauti ya lymphatic na mzunguko wa damu, ambayo hutenganishwa na nafasi ya unganishi, na mchakato unaoitwa extravasation (kupita kwa tishu zinazozunguka).

Seli za mfumo wa kinga hutoka kwenye seli za shina za hematopoietic kwenye mchanga wa mfupa. Cytokines huchochea seli hizi za shina kutofautisha ndani ya seli za kinga. B kiini kukomaa hutokea katika uboho, ambapo naïve T seli transit kutoka uboho kwa thymus kwa ajili ya kukomaa. Katika thymus, seli za T zinazoonyesha TCRs zinazoongezea antigens za kujitegemea zinaharibiwa. Utaratibu huu husaidia kuzuia majibu ya autoimmune.

Juu ya kukomaa, lymphocytes T na B huzunguka kwenye maeneo mbalimbali. Lymph nodes waliotawanyika katika mwili, kama inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{13}\), nyumba idadi kubwa ya seli T na B, seli dendritic, na macrophages. Lymph hukusanya antigens kama inatoka kwenye tishu. Antigens hizi huchujwa kwa njia ya lymph nodes kabla ya lymph inarudi kwenye mzunguko. APCs katika nodes za lymph kukamata na kutengeneza antigens na kuwajulisha lymphocytes karibu kuhusu pathogens uwezo.

Kielelezo\(\PageIndex{13}\): (a) Vyombo vya lymphatic hubeba maji ya wazi inayoitwa lymph katika mwili. Kioevu huingia (b) lymph nodes kupitia vyombo tofauti. Node za lymph zinajazwa na lymphocytes ambazo hutakasa seli zinazoambukiza. Lymfu kisha hutoka kupitia vyombo vya ufanisi. (mikopo: mabadiliko ya kazi na NIH, NCI)

Nyumba za wengu B na T seli, macrophages, seli za dendritic, na seli za NK. Wengu, umeonyeshwa kwenye Kielelezo\(\PageIndex{14}\), ni tovuti ambapo APCs ambazo zimefungwa chembe za kigeni katika damu zinaweza kuwasiliana na lymphocytes. Antibodies ni synthesized na secreted na seli ulioamilishwa plasma katika wengu, na wengu filters vitu kigeni na vimelea antibody-complexed kutoka damu. Kazi, wengu ni kwa damu kama lymph nodes ni kwa lymph.

Kielelezo\(\PageIndex{14}\): wengu ni sawa na node ya lymph lakini ni kubwa zaidi na huchuja damu badala ya lymph. Damu huingia kwenye wengu kupitia mishipa na hutoka kupitia mishipa. Wengu una aina mbili za tishu: massa nyekundu na massa nyeupe. Massa nyekundu ina cavities kwamba kuhifadhi damu. Ndani ya massa nyekundu, seli nyekundu za damu zilizoharibiwa huondolewa na kubadilishwa na mpya. Massa nyeupe ni matajiri katika lymphocytes ambayo huondoa bakteria ya antijeni kutoka kwenye damu. (mikopo: mabadiliko ya kazi na NCI)

Muhtasari

Mitikio ya kinga ya kinga ni majibu ya polepole, ya muda mrefu, na maalum zaidi kuliko majibu ya innate. Hata hivyo, majibu yanayofaa yanahitaji habari kutoka kwa mfumo wa kinga wa innate kufanya kazi. APCs kuonyesha antigens kupitia molekuli MHC kwa nyongeza naïve T seli. Kwa kujibu, seli za T zinafautisha na kuenea, kuwa seli za T _H au CTL. Seli za T _H huchochea seli za B ambazo zimejaa na kuwasilisha antigens zinazotokana na pathogen. Seli B hutofautisha ndani ya seli za plasma zinazoweka antibodies, wakati CTL zinashawishi apoptosis katika seli zilizoambukizwa au za saratani. Siri za kumbukumbu zinaendelea baada ya kuambukizwa kwa msingi kwa pathogen. Ikiwa mfiduo upya hutokea, seli za kumbukumbu zinatofautiana katika seli za athari bila pembejeo kutoka kwa mfumo wa kinga wa innate. Mfumo wa kinga ya mucosal kwa kiasi kikubwa unategemea mfumo wa kinga ya mfumo, lakini hufanya kazi kwa njia sawa ili kulinda nyuso za mucosal za mwili.

faharasa

kinga inayoweza kubadilika

kinga ambayo ina kumbukumbu na hutokea baada ya kuambukizwa na antigen ama kutoka pathogen au chanjo

antijeni

kigeni au “yasiyo ya binafsi” protini kwamba kuchochea majibu ya kinga

kiini cha kuwasilisha antijeni (APC)

kinga kiini kwamba hutambua, engulfs, na hutoa taarifa adaptive kinga majibu kuhusu maambukizi kwa kuwasilisha antigen kusindika juu ya uso wa seli

jibu autoimmune

muafaka kinga majibu ya seli mwenyeji au self-antigens

majibu ya kinga ya kiini

adaptive kinga majibu ambayo ni uliofanywa na seli T

uteuzi wa clonal

uanzishaji wa seli B sambamba na tofauti moja maalum ya BCR na kuenea kwa kiasi kikubwa cha aina hiyo

cytotoxic T lymphocyte (CTL)

adaptive kinga kiini kwamba moja kwa moja unaua seli kuambukizwa kupitia perforin na granzymes, na releases cytokines kuongeza majibu ya kinga

kiini cha dendritic

kinga kiini kwamba mchakato antijeni vifaa na inatoa juu ya uso wa seli nyingine kushawishi majibu ya kinga

kiini cha athari

lymphocyte ambayo ina tofauti, kama vile kiini B, seli ya plasma, au lymphocyte ya cytotoxic T

epitope

sehemu ndogo ya antigen ambayo ni hasa kutambuliwa na antibodies, seli B, na seli T; determinant antigenic

msaidizi T lymphocyte (T _H)

kiini cha mfumo wa kinga adaptive kwamba kumfunga APCs kupitia MHC II molekuli na stimulates seli B au secretes cytokines kuanzisha majibu ya kinga

majibu ya kinga ya ugiligili

adaptive kinga majibu ambayo ni kudhibitiwa na seli ulioamilishwa B na antibodies

uvumilivu wa kinga

alipata uwezo wa kuzuia majibu yasiyo ya lazima au ya hatari ya kinga kwa mwili wa kigeni unaojulikana usiojulikana kwa kusababisha ugonjwa au kwa antijeni za kujitegemea

limfu

maji ya maji ambayo hupanda tishu na viungo na seli nyeupe za damu za kinga na hazina erythrocytes

tishu za lymphoid zinazohusiana na mucosa (MALT)

ukusanyaji wa tishu za lymphatic zinazochanganya na tishu za epithelial bitana mucosa katika mwili

kiini cha kumbukumbu

antijeni maalum B au T lymphocyte ambayo haina kutofautisha katika seli effector wakati wa majibu ya msingi ya kinga lakini ambayo inaweza mara moja kuwa kiini athari juu ya re-yatokanayo na pathogen sawa

kiini cha plasma

kinga kiini kwamba siri antibodies; seli hizi zinatokana na seli B kwamba walikuwa drivas na antigens

udhibiti T (T _reg) kiini

lymphocyte maalumu ambayo huzuia kuvimba ndani na inhibits secretion ya cytokines, antibodies, na mambo mengine ya kuchochea kinga; kushiriki katika uvumilivu wa kinga