Informace

13.2: Obrana druhého řádku: Buňky a tekutiny - biologie


Učební cíle

  • Identifikujte a popište složky krve
  • Vysvětlete proces, při kterém se tvoří vytvořené prvky krve (krvetvorba)
  • Popište vlastnosti formovaných prvků nacházejících se v periferní krvi a také jejich příslušné funkce vrozeném imunitním systému
  • Vysvětlete, proč oběhovému a lymfatickému systému chybí normální mikrobiota

Plazmové proteinové mediátory

Mnoho nespecifických vrozených imunitních faktorů se nachází v plazmě, tekuté části krve. Plazma obsahuje elektrolyty, cukry, lipidy a bílkoviny, z nichž každý pomáhá udržovat homeostázu (tj. Stabilní fungování vnitřního těla) a obsahuje bílkoviny podílející se na srážení krve. Další proteiny nacházející se v krevní plazmě, jako jsou proteiny akutní fáze, komplementové proteiny a cytokiny, se podílejí na nespecifické vrozené imunitní odpovědi.

Plazma versus sérum

Pro tekutou část krve existují dva termíny: plazma a sérum. Jak se liší, pokud jsou tekuté a nemají buňky? Tekutá část krve, která zbyla po koagulaci (srážení krvinek), je sérum. Ačkoli jsou v séru stále přítomny molekuly, jako je mnoho vitamínů, elektrolytů, některé cukry, komplementové proteiny a protilátky, faktory srážení jsou do značné míry vyčerpány. Plazma naopak stále obsahuje všechny prvky srážení. K získání plazmy z krve je třeba použít antikoagulant, aby se zabránilo srážení. Příklady antikoagulantů zahrnují heparin a kyselinu ethylendiamintetraoctovou (EDTA). Protože je srážení inhibováno, musí být vzorek po získání jemně odstředěn v odstředivce. Těžší, hustší krvinky tvoří peletu na dně centrifugační zkumavky, zatímco část tekuté plazmy, která je lehčí a méně hustá, zůstává nad buněčnou peletou.

Proteiny akutní fáze

Proteiny akutní fáze jsou další třídou antimikrobiálních mediátorů. Proteiny akutní fáze jsou primárně produkovány v játrech a vylučovány do krve v reakci na zánětlivé molekuly z imunitního systému. Příklady proteinů akutní fáze zahrnují C-reaktivní protein, sérový amyloid A, feritin, transferrin, fibrinogen a lektin vázající manózu. Každý z těchto proteinů má jinou chemickou strukturu a určitým způsobem inhibuje nebo ničí mikroby (Tabulka ( PageIndex {1} )).

Tabulka ( PageIndex {1} ): Některé proteiny akutní fáze a jejich funkce

Některé proteiny akutní fáze a jejich funkce
C-reaktivní proteinObaluje bakterie (opsonizace) a připravuje je na požití fagocyty
Sérový amyloid A
FeritinVáže a sekvestruje železo, čímž inhibuje růst patogenů
Transferrin
FibrinogenPodílí se na tvorbě krevních sraženin, které zachycují bakteriální patogeny
Lektin vázající manózuAktivuje kaskádu doplňků

Doplňkový systém

Komplementový systém je skupina mediátorů plazmatických proteinů, které mohou působit jako vrozená nespecifická obrana a zároveň slouží k propojení vrozené a adaptivní imunity (diskutováno v další kapitole). Komplementový systém se skládá z více než 30 proteinů (včetně C1 až C9), které normálně cirkulují jako prekurzorové proteiny v krvi. Tyto prekurzorové proteiny se aktivují, když jsou stimulovány nebo spouštěny řadou faktorů, včetně přítomnosti mikroorganismů. Proteiny komplementu jsou považovány za součást vrozené nespecifické imunity, protože jsou vždy přítomny v krvi a tkáňových tekutinách, což umožňuje jejich rychlou aktivaci. Také, když jsou aktivovány alternativní cestou (popsanou dále v této části), doplňují proteiny cíleně na patogeny nespecifickým způsobem. Proces, kterým se cirkulující prekurzory komplementu stanou funkčními, se nazývá aktivace komplementu. Tento proces je kaskádou, kterou lze spustit jedním ze tří různých mechanismů, známých jako alternativní, klasické a lektinové cesty.

Alternativní cesta je iniciována spontánní aktivací komplementového proteinu C3. Hydrolýzou C3 vznikají dva produkty C3a a C3b. Pokud nejsou přítomni žádní mikrobi, je C3b velmi rychle degradován při hydrolýzní reakci za použití vody v krvi. Pokud jsou však přítomny invazní mikroby, C3b se váže na povrch těchto mikrobů. Jakmile je připojen, C3b bude rekrutovat další komplementové proteiny v kaskádě (obrázek ( PageIndex {1} )).

Klasická cesta poskytuje účinnější mechanismus aktivace komplementové kaskády, ale závisí na produkci protilátek specifickou adaptivní imunitní obranou. K zahájení klasické cesty se specifická protilátka musí nejprve vázat na patogen, aby vytvořil komplex protilátka-antigen. Tím se aktivuje první protein v kaskádě komplementu, komplex C1. Komplex C1 je vícedílný proteinový komplex a každá složka se podílí na plné aktivaci celkového komplexu. Po náboru a aktivaci komplexu C1 se zbývající proteiny komplementu klasické dráhy rekrutují a aktivují v kaskádové sekvenci (obrázek ( PageIndex {1} )).

Lektinová aktivační cesta je podobná klasické dráze, ale je spuštěna vazbou lektinu vázajícího manózu, bílkoviny v akutní fázi, na sacharidy na mikrobiálním povrchu. Stejně jako ostatní proteiny akutní fáze jsou lektiny produkovány jaterními buňkami a jsou obvykle upregulovány v reakci na zánětlivé signály přijímané tělem během infekce (Obrázek ( PageIndex {1} )).

Ačkoli je každá cesta aktivace komplementu zahájena jiným způsobem, všechny poskytují stejné ochranné výsledky: opsonizace, zánět, chemotaxe a cytolýza. Termín opsonizace označuje povlak patogenu chemickou látkou (nazývanou opsonin), která umožňuje fagocytárním buňkám snáze je rozpoznat, pohltit a zničit. Opsoniny z doplňkové kaskády zahrnují C1q, C3b a C4b. Mezi další důležité opsoniny patří proteiny a protilátky vázající manózu. Fragmenty komplementu C3a a C5a jsou dobře charakterizované anafylatoxiny se silnými prozánětlivými funkcemi. Anafylatoxiny aktivují žírné buňky, způsobují degranulaci a uvolňování zánětlivých chemických signálů, včetně mediátorů, které způsobují vazodilataci a zvýšenou vaskulární permeabilitu. C5a je také jedním z nejsilnějších chemoatraktantů pro neutrofily a další bílé krvinky, buněčné obrany, o nichž bude pojednáno v následující části.

Komplementové proteiny C6, C7, C8 a C9 se shromažďují do komplexu membránového útoku (MAC), který umožňuje C9 polymerizovat do pórů v membránách gramnegativních bakterií. Tyto póry umožňují vodě, iontům a dalším molekulám volný pohyb dovnitř a ven z cílených buněk, což nakonec vede k lýze buněk a smrti patogenu (obrázek ( PageIndex {1} )). MAC je však účinný pouze proti gramnegativním bakteriím; nemůže proniknout silnou vrstvou peptidoglykanu spojenou s buněčnými stěnami grampozitivních bakterií. Vzhledem k tomu, že MAC nepředstavuje smrtelnou hrozbu pro grampozitivní bakteriální patogeny, je pro jejich odstranění důležitější opsonizace zprostředkovaná komplementem.

Cytokiny

Cytokiny jsou rozpustné proteiny, které působí jako komunikační signály mezi buňkami. Při nespecifické vrozené imunitní odpovědi mohou být uvolňovány různé cytokiny ke stimulaci produkce chemických mediátorů nebo jiných buněčných funkcí, jako je buněčná proliferace, buněčná diferenciace, inhibice buněčného dělení, apoptóza a chemotaxe.

Když se cytokin váže na svůj cílový receptor, účinek se může značně lišit v závislosti na typu cytokinu a typu buňky nebo receptoru, ke kterému se váže. Funkci konkrétního cytokinu lze popsat jako autokrinní, parakrinní nebo endokrinní (obrázek ( PageIndex {2} )). Při autokrinní funkci je příjemcem signálu stejná buňka, která uvolňuje cytokin; jinými slovy, autokrinní funkce je formou vlastní stimulace buňkou. Naproti tomu parakrinní funkce zahrnuje uvolňování cytokinů z jedné buňky do jiných blízkých buněk, což stimuluje určitou reakci buněk příjemce. A konečně, endokrinní funkce nastává, když buňky uvolňují cytokiny do krevního oběhu, které mají být přeneseny do cílových buněk mnohem dále.

Tři důležité třídy cytokinů jsou interleukiny, chemokiny a interferony. Původně se předpokládalo, že interleukiny jsou produkovány pouze leukocyty (bílými krvinkami) a pouze stimulují leukocyty, tedy důvody jejich jména. Přestože se interleukiny podílejí na modulaci téměř každé funkce imunitního systému, jejich role v těle není omezena na imunitu. Interleukiny jsou také produkovány a stimulují různé buňky nesouvisející s imunitní obranou.

Chemokiny jsou chemotaktické faktory, které rekrutují leukocyty do míst infekce, poškození tkáně a zánětu. Na rozdíl od obecnějších chemotaktických faktorů, jako je faktor komplementu C5a, jsou chemokiny velmi specifické v podskupinách leukocytů, které získávají.

Interferony jsou různorodou skupinou molekul imunitní signalizace a jsou zvláště důležité pro naši obranu před viry. Interferony typu I (interferon-α a interferon-β) jsou produkovány a uvolňovány buňkami infikovanými virem. Tyto interferony stimulují blízké buňky, aby zastavily produkci mRNA, zničily již vytvořenou RNA a omezily syntézu proteinů. Tyto buněčné změny inhibují replikaci viru a produkci zralého viru, což zpomaluje šíření viru. Interferony typu I také stimulují různé imunitní buňky zapojené do virové clearance k agresivnějšímu napadení buněk infikovaných virem. Interferon typu II (interferon-γ) je důležitým aktivátorem imunitních buněk (obrázek ( PageIndex {3} )).

Mediátory vyvolávající zánět

Mnoho chemických mediátorů diskutovaných v této části přispívá určitým způsobem k zánětu a horečce, což jsou nespecifické imunitní reakce. Cytokiny stimulují produkci proteinů akutní fáze, jako je C-reaktivní protein a lektin vázající manózu, v játrech. Tyto proteiny akutní fáze působí jako opsoniny a aktivují kaskády komplementu lektinovou cestou.

Některé cytokiny také vážou žírné buňky a bazofily a indukují jejich uvolňování histaminu, prozánětlivé sloučeniny. Histaminové receptory se nacházejí na různých buňkách a zprostředkovávají prozánětlivé jevy, jako je bronchokonstrikce (stažení dýchacích cest) a kontrakce hladkého svalstva.

Kromě histaminu mohou žírné buňky uvolňovat další chemické mediátory, například leukotrieny. Leukotrieny jsou prozánětlivé mediátory na bázi lipidů, které se vyrábějí z metabolismu kyseliny arachidonové v buněčné membráně leukocytů a tkáňových buněk. Ve srovnání s prozánětlivými účinky histaminu jsou účinky leukotrienů účinnější a déle trvající. Tyto chemické mediátory mohou společně vyvolat kašel, zvracení a průjem, které slouží k vypuzení patogenů z těla.

Některé cytokiny také stimulují produkci prostaglandinů, chemických mediátorů, které podporují zánětlivé účinky kininů a histaminů. Prostaglandiny mohou také pomoci nastavit vyšší tělesnou teplotu, což vede k horečce, která podporuje činnost bílých krvinek a mírně inhibuje růst patogenních mikrobů.

Další zánětlivý mediátor, bradykinin, přispívá k edému, ke kterému dochází, když tekutiny a leukocyty unikají z krevního oběhu a do tkání. Váže se na receptory na buňkách v kapilárních stěnách, což způsobí dilataci kapilár a jejich propustnost pro tekutiny.

Cvičení ( PageIndex {1} )

  1. Co mají společné tři cesty aktivace komplementu?
  2. Vysvětlete autokrinní, parakrinní a endokrinní signály.
  3. Vyjmenujte dva důležité mediátory vyvolávající zánět.

Nespecifické buňky

Netekutá část krve se skládá z různých typů vytvořených prvků, takzvaných proto, že jsou všechny vytvořeny ze stejných kmenových buněk nacházejících se v kostní dřeni. Tři hlavní kategorie vytvořených prvků jsou: červené krvinky (RBC), také nazývané erytrocyty; krevní destičky, také nazývané trombocyty; a bílých krvinek (WBC), také nazývaných leukocyty.

Červené krvinky jsou primárně zodpovědné za přenos kyslíku do tkání. Krevní destičky jsou buněčné fragmenty, které se podílejí na tvorbě krevních sraženin a opravách tkáně. Několik různých typů WBC se účastní různých nespecifických mechanismů vrozené a adaptivní imunity. V této části se zaměříme především na vrozené mechanismy různých typů WBC.

Krvetvorba

Všechny vytvořené prvky krve pocházejí z pluripotentních hematopoetických kmenových buněk (HSC) v kostní dřeni. Vzhledem k tomu, že HSC vytvářejí kopie sebe sama v kostní dřeni, jednotlivé buňky přijímají z těla různé podněty, které řídí jejich vývoj a zrání. V důsledku toho se HSC diferencují na různé typy krevních buněk, které po vyzrání cirkulují v periferní krvi. Tento proces diferenciace, nazývaný hematopoéza, je podrobněji ukázán na obrázku ( PageIndex {4} ).

Pokud jde o naprostý počet, drtivá většina HSC se stává erytrocyty. Mnohem menší počet se stává leukocyty a krevními destičkami. Leukocyty lze dále rozdělit na granulocyty, které se vyznačují četnými granulemi viditelnými v cytoplazmě, a agranulocyty, kterým granule chybí. Obrázek ( PageIndex {5} ) poskytuje přehled různých typů vytvořených prvků, včetně jejich relativních čísel, primární funkce a délky života.

Granulocyty

Různé druhy granulocytů lze od sebe odlišit v krevním nátěru podle vzhledu jejich jader a obsahu jejich granulí, které propůjčují různé vlastnosti, funkce a barvící vlastnosti. Neutrofily, nazývané také polymorfonukleární neutrofily (PMN), mají jádro se třemi až pěti laloky a malými četnými granulovými granulemi. Každý lalok jádra je spojen tenkým vláknem materiálu s ostatními laloky. Eozinofily mají v jádře méně laloků (typicky 2–3) a větší granule, které se barví načervenooranžově. Bazofily mají jádro se dvěma laloky a velké granule, které barví tmavě modře nebo purpurově (obrázek ( PageIndex {6} )).

Neutrofily (PMN)

Neutrofily (PMN) se často podílejí na eliminaci a destrukci extracelulárních bakterií. Jsou schopni migrovat stěnami cév do oblastí bakteriálních infekcí a poškození tkání, kde vyhledávají a zabíjejí infekční bakterie. Granule PMN obsahují různé defensiny a hydrolytické enzymy, které jim pomáhají ničit bakterie prostřednictvím fagocytózy. Kromě toho, když je mnoho neutrofilů přivedeno do infikované oblasti, mohou být stimulovány k uvolňování toxických molekul do okolní tkáně, aby se lépe odstranily infekční agens. Toto se nazývá degranulace.

Dalším mechanismem, který neutrofily používají, jsou extracelulární pasti neutrofilů (NET), což jsou extrudované sítě chromatinu, které jsou úzce spojeny s proteiny a složkami antimikrobiálních granulí. Chromatin je DNA s přidruženými proteiny (obvykle histonovými proteiny, kolem kterých se DNA obaluje pro organizaci a balení v buňce). Vytvořením a uvolněním síťované nebo mřížkové struktury chromatinu, která je spojena s antimikrobiálními proteiny, mohou neutrofily zahájit vysoce koncentrovaný a účinný útok proti blízkým patogenům. Mezi proteiny často asociované s NET patří laktoferin, želatináza, katepsin G a myeloperoxidáza. Každý z nich má jiný způsob podpory antimikrobiální aktivity, který pomáhá neutrofilům eliminovat patogeny. Toxické proteiny v NET mohou zabíjet některé vlastní buňky těla spolu s invazními patogeny. Toto vedlejší poškození však lze opravit po odstranění nebezpečí infekce.

Jak neutrofily bojují s infekcí, lze pozorovat viditelnou akumulaci leukocytů, buněčných zbytků a bakterií v místě infekce. Tomuto nahromadění říkáme hnis (také známý jako hnisavý nebo hnisavý výtok nebo drenáž). Přítomnost hnisu je známkou toho, že imunitní obrana byla aktivována proti infekci; historicky někteří lékaři věřili, že vyvolání tvorby hnisu může ve skutečnosti podpořit hojení ran. Praxe propagace „chvályhodného hnisu“ (například zabalením rány do mastné vlny namočené ve víně) sahá až ke starověkému lékaři Galenovi ve 2. století našeho letopočtu a ve variantních formách se praktikovala až do 17. století (ačkoli nebyl všeobecně přijímán). Dnes se tato metoda již nepraktikuje, protože nyní víme, že není účinná. Ačkoli malé množství tvorby hnisu může naznačovat silnou imunitní odpověď, uměle navozující tvorba hnisu nepodporuje zotavení.

Eozinofily

Eosinofily jsou granulocyty, které chrání před prvokem a helmintem; hrají také roli při alergických reakcích. Granule eozinofilů, které snadno absorbují kyselý načervenalý barvivový eosin, obsahují histamin, degradační enzymy a sloučeninu známou jako hlavní bazický protein (MBP) (obrázek ( PageIndex {3} )). MBP se váže na povrchové sacharidy parazitů a tato vazba je spojena s narušením buněčné membrány a membránové propustnosti.

Bazofily

Basofily mají cytoplazmatické granule různé velikosti a jsou pojmenovány podle schopnosti svých granulí absorbovat základní barvivo methylenovou modř (obrázek ( PageIndex {3} )). Jejich stimulace a degranulace může být důsledkem více spouštěcích událostí. Aktivované fragmenty komplementu C3a a C5a, produkované v aktivačních kaskádách proteinů komplementu, působí jako anafylatoxiny indukcí degranulace bazofilů a zánětlivých reakcí. Tento typ buněk je důležitý při alergických reakcích a dalších reakcích, které zahrnují zánět. Jednou z nejhojnějších složek bazofilních granulí je histamin, který se při stimulaci bazofilu uvolňuje spolu s dalšími chemickými faktory. Tyto chemikálie mohou být chemotaktické a mohou pomoci otevřít mezery mezi buňkami v cévách. Jiné mechanismy pro spouštění bazofilů vyžadují pomoc protilátek.

Žírné buňky

Hematopoéza také vede k tvorbě žírných buněk, které se zdají být odvozeny ze stejné běžné myeloidní progenitorové buňky jako neutrofily, eozinofily a bazofily. Funkčně jsou žírné buňky velmi podobné bazofilům, obsahují v granulích mnoho stejných složek (např. Histamin) a hrají podobnou roli při alergických reakcích a jiných zánětlivých reakcích. Na rozdíl od bazofilů však žírné buňky opouštějí cirkulující krev a nejčastěji se nacházejí v tkáních. Často jsou spojovány s cévami a nervy nebo se nacházejí v blízkosti povrchů, které jsou v kontaktu s vnějším prostředím, jako je kůže a sliznice v různých oblastech těla (obrázek ( PageIndex {7} )).

Cvičení ( PageIndex {2} )

  1. Popište granule a jádra neutrofilů, eozinofilů, bazofilů a žírných buněk.
  2. Vyjmenujte tři antimikrobiální mechanismy neutrofilů

Klinické zaměření: část 2

Aby se ulevilo zúžení jejích dýchacích cest, Angela je okamžitě léčena antihistaminiky a podávána kortikosteroidy pomocí inhalátoru a poté je po určitou dobu sledována. Ačkoli se její stav nezhoršuje, nezdá se, že by léky její stav zmírňovaly. Je přijata do nemocnice k dalšímu pozorování, testování a léčbě.

Po přijetí provede klinický lékař testování alergie, aby se pokusil zjistit, zda něco v jejím okolí může vyvolávat alergickou zánětlivou reakci. Lékař nařídí analýzu krve, aby zkontroloval hladiny konkrétních cytokinů. Odebere se také vzorek sputa a odešle se do laboratoře pro mikrobiální barvení, kultivaci a identifikaci patogenů, které by mohly způsobit infekci.

Cvičení ( PageIndex {3} )

  1. Které aspekty vrozeného imunitního systému by mohly přispět ke zúžení dýchacích cest Angely?
  2. Proč byla Angela léčena antihistaminiky?
  3. Proč by doktora zajímaly hladiny cytokinů v Angelově krvi?

Agranulocyty

Jak naznačuje jejich název, agranulocyty nemají v cytoplazmě viditelné granule. Agranulocyty lze kategorizovat jako lymfocyty nebo monocyty (obrázek ( PageIndex {2} )). Mezi lymfocyty jsou přirozené zabíječské buňky, které hrají důležitou roli v nespecifické vrozené imunitní obraně. K lymfocytům patří také B buňky a T buňky, o nichž se pojednává v následující kapitole, protože jsou ústředními hráči specifické adaptivní imunitní obrany. Monocyty se diferencují na makrofágy a dendritické buňky, které jsou souhrnně označovány jako mononukleární fagocytární systém.

Přírodní zabijácké buňky

Většina lymfocytů je primárně zapojena do specifické adaptivní imunitní odpovědi, a proto bude diskutována v následující kapitole. Výjimkou jsou přirozené zabíječské buňky (NK buňky); tyto mononukleární lymfocyty používají nespecifické mechanismy k rozpoznání a zničení buněk, které jsou nějakým způsobem abnormální. Rakovinové buňky a buňky infikované viry jsou dva příklady buněčných abnormalit, na které se zaměřují NK buňky. Rozpoznání takových buněk zahrnuje složitý proces identifikace inhibičních a aktivačních molekulárních markerů na povrchu cílové buňky. Molekulární markery, které tvoří hlavní histokompatibilní komplex (MHC), jsou exprimovány zdravými buňkami jako indikace „já“. Tomu se budeme podrobněji věnovat v další kapitole. NK buňky jsou schopné rozpoznat normální MHC markery na povrchu zdravých buněk a tyto MHC markery slouží jako inhibiční signál zabraňující aktivaci NK buněk. Rakovinové buňky a buňky infikované virem však aktivně snižují nebo eliminují expresi MHC markerů na svém povrchu. Když jsou tyto MHC markery sníženy nebo chybí, NK buňka to interpretuje jako abnormality a buňku v nouzi. Toto je jedna část procesu aktivace buňky NK (obrázek ( PageIndex {8} )). NK buňky jsou také aktivovány vazbou na aktivující molekulární molekuly na cílové buňce. Tyto aktivující molekulární molekuly zahrnují „pozměněné vlastní“ nebo „nesobé“ molekuly. Když NK buňka rozpozná pokles inhibičních normálních molekul MHC a zvýšení aktivačních molekul na povrchu buňky, NK buňka bude aktivována k odstranění buňky v nouzi.

Jakmile je buňka rozpoznána jako cíl, buňka NK může použít několik různých mechanismů k zabití svého cíle. Může například exprimovat cytotoxické membránové proteiny a cytokiny, které stimulují cílovou buňku, aby podstoupila apoptózu, nebo sebevraždu kontrolovaných buněk. NK buňky mohou také použít perforinem zprostředkovanou cytotoxicitu k indukci apoptózy v cílových buňkách. Tento mechanismus se opírá o dva toxiny uvolněné z granulí v cytoplazmě NK buňky: perforin, protein, který vytváří póry v cílové buňce, a granzymy, proteázy, které vstupují přes póry do cytoplazmy cílové buňky, kde spouští kaskádu aktivace proteinu, která vede k apoptóze. Buňka NK se naváže na abnormální cílovou buňku, uvolní své destruktivní užitečné zatížení a odpojí se od cílové buňky. Zatímco cílová buňka prochází apoptózou, NK buňka syntetizuje více perforinu a proteáz, které použije na svůj další cíl.

Buňky NK obsahují tyto toxické sloučeniny v granulích ve své cytoplazmě. Když jsou granule obarveny, jsou azurofilní a lze je vizualizovat pod světelným mikroskopem (obrázek ( PageIndex {9} )). I když mají granule, NK buňky nejsou považovány za granulocyty, protože jejich granule jsou mnohem méně početné než granule nalezené ve skutečných granulocytech. Buňky NK mají navíc odlišnou linii než granulocyty, vznikající spíše z lymfoidních než myeloidních kmenových buněk (obrázek ( PageIndex {9} )).

Obrázek ( PageIndex {9} ): Přírodní zabijácká buňka s granulemi obsahujícími perforin. (zápočet: úprava díla Rolstad B)

Monocyty

Monocyty, největší z bílých krvinek, mají jádro bez laloků a v cytoplazmě také postrádají granule (obrázek ( PageIndex {10} )). Přesto jsou to účinné fagocyty, pohlcující patogeny a apoptotické buňky, které pomáhají bojovat s infekcí.

Když monocyty opouštějí krevní oběh a vstupují do specifické tělesné tkáně, diferencují se na tkáňově specifické fagocyty nazývané makrofágy a dendritické buňky. Jsou to zvláště důležití obyvatelé lymfoidní tkáně, stejně jako nelymfoidních míst a orgánů. Makrofágy a dendritické buňky mohou v tělesných tkáních pobývat po značnou dobu. Makrofágy ve specifických tělesných tkáních vyvíjejí vlastnosti vhodné pro konkrétní tkáň. Nejen, že poskytují imunitní ochranu tkáni, ve které žijí, ale také podporují normální funkci sousedních tkáňových buněk produkcí cytokinů. Makrofágy mají názvy specifické pro tkáň a několik příkladů makrofágů specifických pro tkáň je uvedeno v tabulce ( PageIndex {2} ). Dendritické buňky jsou důležité sentinely sídlící v kůži a sliznicích, které jsou vstupními porty mnoha patogenů. Monocyty, makrofágy a dendritické buňky jsou vysoce fagocytární a důležité promotory imunitní odpovědi prostřednictvím jejich produkce a uvolňování cytokinů. Tyto buňky poskytují zásadní most mezi vrozenými a adaptivními imunitními reakcemi, jak je popsáno v další části a v další kapitole.

Tabulka ( PageIndex {2} ): Makrofágy nacházející se v různých tělesných tkáních

TkáňMakrofág
Mozek a centrální nervový systémMikrogliální buňky
JátraKupfferovy buňky
PlíceAlveolární makrofágy (prachové buňky)
Peritoneální dutinyPeritoneální makrofágy

Cvičení ( PageIndex {4} )

  1. Popište signály, které aktivují přirozené zabíječské buňky.
  2. Jaký je rozdíl mezi monocyty a makrofágy?

Oběhový systém

Proteiny, tekutiny a buňky obrany druhé linie cestují dvěma systémy. Hlavním systémem je oběhový (nebo kardiovaskulární) systém je uzavřená síť orgánů a cév, která pohybuje krví po těle (obrázek ( PageIndex {11} )). Primárním účelem oběhového systému je dodávat do tkání živiny, imunitní faktory a kyslík a odnášet odpadní produkty k eliminaci. Srdce je čtyřkomorová pumpa, která pohání krev po celém těle. Když se srdce stáhne, krev z pravé komory je pumpována plicními tepnami do plic. Tam se krev okysličuje v alveolách a plicními žilami se vrací do srdce. Když se srdce stáhne, okysličená krev je pumpována do celého těla pomocí řady silnostěnných cév nazývaných tepny. První a největší tepna se nazývá aorta. Tepny se postupně větví a zmenšují (a nazývají se arterioly), dokud nekončí v síti menších cév nazývaných kapiláry. Kapilární lůžka jsou umístěna v intersticiálních prostorech uvnitř tkání a uvolňují do těchto tkání živiny, imunitní faktory a kyslík. Kapiláry se spojují s řadou cév nazývaných žilky, které se zvětšují a vytvářejí žíly. Žíly se spojují do větších cév, když přenášejí krev zpět do srdce. Největší žíly, horní a dolní dutá žíla, vrací krev do pravé síně.

Jiné orgány hrají také důležitou roli v oběhovém systému. Ledviny filtrují krev, odstraňují odpadní látky a vylučují je močí. Játra také filtrují krev a odstraňují poškozené nebo vadné červené krvinky. Slezina filtruje a uchovává krev, odstraňuje poškozené červené krvinky a je zásobárnou imunitních faktorů. Všechny tyto filtrační struktury slouží jako místa pro zachycení mikroorganismů a pomáhají udržovat prostředí bez mikroorganismů v krvi.

Lymfatický systém

Lymfatický systém je také sítí cév, které procházejí celým tělem (obrázek ( PageIndex {12} )). Tyto cévy však netvoří plný oběhový systém a nejsou pod tlakem srdce. Lymfatický systém je spíše otevřený systém s tekutinou pohybující se jedním směrem od končetin ke dvěma drenážním bodům do žil těsně nad srdcem. Lymfatické tekutiny se pohybují pomaleji než krev, protože nejsou pod tlakem. Malé lymfatické kapiláry interagují s krevními kapilárami v intersticiálních prostorech v tkáních. Tekutiny z tkání vstupují do lymfatických kapilár a jsou odváděny pryč. Tyto tekutiny, nazývané lymfa, také obsahují velké množství bílých krvinek.

Lymfatický systém obsahuje dva typy lymfoidních tkání. Primární lymfoidní tkáň zahrnuje kostní dřeň (obsahující hematopoetické kmenové buňky) a brzlík. Sekundární lymfoidní tkáně zahrnují slezinu, lymfatické uzliny a několik oblastí difuzních lymfoidních tkání ležících pod epiteliálními membránami. Slezina, zapouzdřená struktura, filtruje krev a zachycuje patogeny a antigeny, které do ní přecházejí (obrázek ( PageIndex {13} )). Slezina obsahuje specializované makrofágy a dendritické buňky, které jsou zásadní pro prezentaci antigenu, mechanismus kritický pro aktivaci T lymfocytů a B lymfocytů ve třetí obranné linii. Lymfatické uzliny jsou orgány ve tvaru fazolí umístěné po celém těle. Tyto struktury obsahují oblasti zvané zárodečná centra, která jsou bohatá na B a T lymfocyty. Lymfatické uzliny také obsahují makrofágy a dendritické buňky pro prezentaci antigenu. Lymfa z okolních tkání vstupuje do lymfatické uzliny aferentními lymfatickými cévami a při průchodu se s těmito lymfocyty setkává; lymfa opouští lymfatickou uzlinu prostřednictvím eferentních lymfatických cév (obrázek ( PageIndex {13} )).

Lymfatický systém filtruje tekutiny, které se nahromadily v tkáních, než se vrátí do krve. Na této webové stránce je uveden stručný přehled tohoto procesu.

Cvičení ( PageIndex {5} )

Jaká je hlavní funkce lymfatického systému?

Klíčové pojmy a shrnutí

  • Plazma obsahuje různé proteiny, které slouží jako chemické mediátory, včetně proteiny akutní fáze, doplňkové proteiny, a cytokiny.
  • The doplňkový systém zahrnuje mnoho prekurzorových proteinů, které cirkulují v plazmě. Tyto proteiny se aktivují v kaskádové sekvenci v přítomnosti mikrobů, což vede k opsonizace patogenů, chemoatrakce leukocytů, indukce zánětu a cytolýza tvorbou komplex membránových útoků (MAC).
  • Cytokiny jsou proteiny, které usnadňují různé nespecifické reakce vrozených imunitních buněk, včetně produkce dalších chemických mediátorů, buněčné proliferace, buněčné smrti a diferenciace.
  • Cytokiny hrají klíčovou roli v zánětlivé reakci, spouštějí produkci mediátorů vyvolávajících zánět, jako jsou proteiny akutní fáze, histamin, leukotrieny, prostaglandiny, a bradykinin.
  • The formované prvky krve zahrnují červené krvinky (erytrocyty), bílé krvinky (leukocyty), a krevní destičky (trombocyty). Z nich jsou leukocyty primárně zapojeny do imunitní odpovědi.
  • Všechny vytvořené prvky pocházejí z kostní dřeně jako kmenové buňky (HSC), které se diferencují skrz krvetvorba.
  • Granulocyty jsou leukocyty charakterizované laločnatým jádrem a granulemi v cytoplazmě. Tyto zahrnují neutrofily (PMN), eozinofily, a bazofily.
  • Neutrofily jsou leukocyty, které se v krevním řečišti nacházejí v největším počtu a primárně bojují proti bakteriálním infekcím.
  • Eosinofily se zaměřují na parazitické infekce. Eosinophils and basophils are involved in allergic reactions. Both release histamine and other proinflammatory compounds from their granules upon stimulation.
  • Mast cells function similarly to basophils but can be found in tissues outside the bloodstream.
  • Natural killer (NK) cells are lymphocytes that recognize and kill abnormal or infected cells by releasing proteins that trigger apoptosis.
  • Monocyty are large, mononuclear leukocytes that circulate in the bloodstream. They may leave the bloodstream and take up residence in body tissues, where they differentiate and become tissue-specific makrofágy a dendritic cells.
  • The circulatory system and the lymphatic system provide different but connected transport systems for them proteins and cells to be able to reach (almost) the entire body.


Podívejte se na video: Z čeho je složena krev a jak vznikají leukémie (Listopad 2021).