Veleszületett immunrendszer: definíció, működése és szerepe

A veleszületett immunrendszerhez tartozik a bőr is. A bőr külső rétegeit "hámrétegnek" nevezzük. A hámsejtek viaszos fizikai gátat képeznek, amely a legtöbb fertőző ágenst távol tartja. Ezek a sejtek a veleszületett immunrendszer első védelmi vonala a behatoló organizmusokkal szemben.

A régi bőrsejtek lehullanak, és ez segít eltávolítani a bőrre tapadt baktériumokat.

A bőr belsőleg a bél és a tüdő béléseként folytatódik. A belekben vagy a tüdőben a perisztaltika vagy a csillók által végzett mozgás segíti a fertőző ágensek eltávolítását. A nyálka is csapdába ejti a fertőző ágenseket. A belekben a bélflóra megakadályozhatja a kórokozó baktériumokat azáltal, hogy mérgező anyagokat választ ki, vagy azáltal, hogy a kórokozó baktériumokkal verseng a tápanyagokért vagy a sejtfelszínekhez való kapcsolódásért.

A könny és a nyál öblítő hatása segít megelőzni a szem és a száj fertőzéseit.

A gyulladás az immunrendszer egyik első válasza a kórokozókra vagy az anatómiai gátakon áthatoló idegen anyagokra.

A gyulladást a sérült sejtek által felszabadított kémiai tényezők serkentik. Fizikai gátat képez a fertőzés terjedése ellen, és a kórokozók eltávolítása után elősegíti a sérült szövetek gyógyulását.

A gyulladás során keletkező kémiai faktorok vonzzák a fagocitákat, különösen a neutrofileket. A neutrofilek ezután az immunrendszer más részeit indítják be.

A komplementrendszer az immunrendszer biokémiai kaszkádja, amely segít az antitesteknek a kórokozók eltávolításában, illetve más sejtek általi elpusztításukban.

A kaszkád számos plazmafehérjéből áll, amelyek a májban készülnek. A fehérjék együttesen működnek:

• gyulladásos sejtek toborzását váltják ki.
• a kórokozókat a felületük bevonásával megsemmisítés céljából megjelölik.
• megbontják a fertőzött sejt plazmamembránját, ami a fertőzött sejt citolízisét és a kórokozó elpusztulását okozza.
• megszabadítja a szervezetet a semlegesített antigén-antitest komplexektől.

A komplement kaszkád elemei számos nem emlős fajban, többek között növényekben, madarakban, halakban és egyes gerinctelen állatfajokban is megtalálhatók.

Minden fehérvérsejtet (WBC) leukocitáknak neveznek. A leukociták különböznek a szervezet más sejtjeitől: önálló, egysejtű szervezetként működnek. Szabadon mozoghatnak, és elkaphatják a sejttörmeléket, idegen részecskéket vagy behatoló mikroorganizmusokat. A csontvelőben lévő vérképző őssejtekből termelődnek.

A veleszületett leukociták közé tartoznak: A természetes ölősejteket, hízósejteket, eozinofileket, bazofilokat; és a fagocita sejteket, beleértve a makrofágokat, neutrofileket és dendritikus sejteket. Ezek azonosítják és megsemmisítik a fertőzést okozó kórokozókat.

Hízósejtek

A hízósejtek a veleszületett immunsejtek egy típusa a kötőszövetben és a nyálkahártyán. Szorosan kapcsolódnak a kórokozók elleni védekezéshez és a sebgyógyuláshoz. Gyakran kapcsolatba hozzák őket az allergiával és az anafilaxiával is. Aktiváláskor a hízósejtek gyorsan felszabadítják a környezetbe a jellegzetes, hisztaminban és heparinban gazdag granulátumokat, valamint különböző hormonális mediátorokat és kemotaktikus citokineket. A hisztamin kitágítja az ereket, a gyulladás jeleit okozva, és toborozza a neutrofileket és makrofágokat.

Fagociták

A "fagocita" szó szó szerint azt jelenti, hogy "falósejt". Ezek olyan immunsejtek, amelyek elnyelik, azaz fagocitálják a kórokozókat vagy részecskéket. Egy részecske vagy kórokozó elnyeléséhez a fagocita kiterjeszti plazmamembránjának egyes részeit, a membránt a részecske köré tekerve, amíg az be nem burkolja azt (azaz a részecske a sejt belsejében van). A sejt belsejében a behatoló kórokozót egy endoszóma tartalmazza, amely egyesül a lizoszómával. A lizoszóma enzimeket és savakat tartalmaz, amelyek elpusztítják és megemésztik a részecskét vagy a szervezetet. A fagociták általában járőröznek a szervezetben a kórokozók után kutatva, de képesek reagálni a más sejtek által termelt, citokineknek nevezett, magasan specializált molekuláris jelzések egy csoportjára is. Az immunrendszer fagocita sejtjei közé tartoznak a makrofágok], a neutrofilek és a dendritikus sejtek.

A gazdaszervezet saját sejtjeinek fagocitózisa a rendszeres szövetfejlődés és -fenntartás részeként gyakori. Amikor a gazdasejtek elpusztulnak, a fagocita sejtek eltávolítják őket az érintett helyről. Az elhalt sejtek eltávolításával a fagocitózis a gyógyulási folyamat fontos része.

Makrofágok

A makrofágok nagyméretű fagocita leukociták. Képesek a kapilláris erek sejtmembránján keresztül mozogni, és a sejtek közé jutni, hogy a behatoló kórokozókra vadásszanak. A makrofágok a leghatékonyabb fagociták, és jelentős mennyiségű baktériumot vagy más sejtet, illetve mikrobát képesek fagocitálni. A bakteriális molekuláknak a makrofág felszínén lévő receptorokhoz való kötődése a baktérium elnyelésére és elpusztítására készteti a makrofágot. A kórokozók kemokinek termelésére is serkentik a makrofágot, amelyek más sejteket hívnak a fertőzés helyére.

Neutrofilek

A neutrofileket és két másik sejttípust (eozinofileket és bazofileket) granulocitáknak (mivel a citoplazmájukban granulumok vannak) vagy polimorfonukleáris sejteknek (PMN-ek) nevezik jellegzetes, karéjos sejtmagjuk miatt.

A neutrofil granulumok különböző toxikus anyagokat tartalmaznak, amelyek elpusztítják vagy gátolják a baktériumok és gombák növekedését. A neutrofil fő termékei erős oxidálószerek. Ezek közé tartozik a hidrogén-peroxid, a szabad oxigéngyökök és a hipoklorit. A neutrofilek a fagociták legnagyobb mennyiségben előforduló típusa, az összes keringő leukocita 50-60%-át teszik ki. Általában ők az első sejtek, amelyek a fertőzés helyére érkeznek. Egy normális, egészséges felnőtt csontvelője naponta több mint 100 milliárd neutrofil sejtet termel, akut gyulladás során pedig naponta ennek több mint tízszeresét.

Dendritikus sejtek

A dendritikus sejtek (DC) olyan fagocita sejtek, amelyek a külső környezettel érintkező szövetekben vannak jelen, főként a bőrben (ahol gyakran Langerhans-sejteknek nevezik őket), valamint az orr, a tüdő, a gyomor és a belek belső nyálkahártyáján. A dendritikus sejtek nagyon fontos szerepet játszanak az antigénprezentáció folyamatában, és összekötő kapocsként szolgálnak a veleszületett és az adaptív immunrendszer között.

Bazofilok és eozinofilok

A bazofilok és az eozinofilok a neutrofil sejtek rokonai (lásd fent). A kórokozóval való találkozás hatására aktiválódó, hisztamint felszabadító bazofilok fontos szerepet játszanak a paraziták elleni védekezésben, és szerepet játszanak az allergiás reakciókban (például az asztmában). Aktiválódásukkor az eozinofilek egy sor rendkívül mérgező fehérjét és szabad gyököt választanak ki, amelyek elpusztítják a baktériumokat és a parazitákat. Ugyanezek a vegyi anyagok allergiás reakciók során szövetkárosodást is okoznak. Az eozinofilek aktiválódása és toxinfelszabadulása ezért szigorúan szabályozott, hogy megelőzzék a nem megfelelő szövetpusztulást.

Természetes ölősejtek

A természetes ölősejtek vagy NK-sejtek a veleszületett immunrendszer részét képezik, amely nem támadja meg közvetlenül a behatoló mikrobákat. Ehelyett az NK-sejtek elpusztítják a veszélyeztetett gazdasejteket, például a tumorsejteket vagy a vírusfertőzött sejteket. Az ilyen sejteket a "hiányzó én" néven ismert állapot alapján ismeri fel. Ez a kifejezés az MHC I (major histocompatibility complex) nevű sejtfelszíni marker alacsony szintjével rendelkező sejteket írja le. Ez előfordulhat a gazdasejtek vírusfertőzésében. Azért kapták a "természetes ölők" nevet, mert nincs szükségük aktiválásra ahhoz, hogy elpusztítsák a "hiányzó én" sejteket.

Antimikrobiális peptidek

Az antimikrobiális peptidek, vagy más néven a gazdaszervezet védelmi peptidjei a veleszületett immunválasz részét képezik. Az élet minden osztályában megtalálhatóak. Ezek a peptidek hatásos, széles spektrumú antibiotikumok. Elpusztítják mind a gram-negatív, mind a gram-pozitív baktériumokat, a mikobaktériumokat (beleértve a Mycobacterium tuberculosis-t), a burkolt vírusokat, a gombákat és még az átalakult vagy rákos sejteket is.

A tengeri halforrások nagy mennyiségű antimikrobiális vegyületet tartalmaznak. Az élő halakkal végzett tesztek azt mutatták, hogy az élelmiszer/takarmány-összetevőkben használt halpeptidek jól működnek.