Az immunrendszer a szervezet biológiai struktúráinak és folyamatainak rendszere, amely védelmet nyújt a fertőzésekkel , méreganyagokkal és rosszindulatú sejtekkel szemben . Az immunrendszer megfelelő működéséhez képesnek kell lennie a kórokozók széles skálájának felismerésére , a vírusoktól a többsejtű férgekig , és meg kell különböztetnie őket a szervezet saját egészséges szöveteitől . Sok fajnak két alrendszere van: a veleszületett immunrendszer és a szerzett (adaptív) immunrendszer. Mindkét alrendszer humorális és sejtes mechanizmusokat egyaránt használ. Az állati immunrendszer legrégebbi mechanizmusai közé tartozik a fagocitózis , a komplementrendszer és az antimikrobiális peptidek . Az adaptív immunrendszer az evolúció során megjelent az állkapcsos gerincesekben [ 1] . Az adaptív immunrendszer egyik legfontosabb mechanizmusa az immunológiai memória , melynek köszönhetően a szervezet az első találkozás után erősebb immunválaszt alakít ki egy kórokozóval szemben. Az immunológiai memória az oltás alapja .
Az immunrendszer működésének zavarai autoimmun betegségek , gyulladásos betegségek és rák kialakulásához vezetnek [2] . Ha az immunrendszer rosszul működik, immunhiányos állapotok figyelhetők meg, amelyek következtében a szervezet sebezhetőbbé válik a fertőzésekkel szemben. Az immunhiány lehet veleszületett, genetikai rendellenességek következtében, vagy szerzett, például HIV-fertőzés vagy immunszuppresszív gyógyszerek szedése következtében .
Az immunrendszer működését az immunológia tudománya vizsgálja .
Az immunrendszert olyan szervek és anatómiai struktúrák alkotják, amelyek limfoid szövetet tartalmaznak, és részt vesznek a sejtek képződésében, amelyek a szervezet védőreakcióját hajtják végre, immunitást hozva létre . Emberben a fogantatást követő 13. héttől bizonyos őssejtek a csecsemőmirigybe és a csontvelőbe költöznek , amelyeket elsődleges (központi) limfoid szerveknek neveznek . Minden vérsejt , beleértve a fehérvérsejteket is, egy közös prekurzorból, a csontvelő pluripotens őssejtjéből származik . A limfociták - T-limfociták (T-sejtek), B-limfociták (B-sejtek), NK-sejtek [3] - korai stádiumban külön sejtvonalakká válnak szét, és a granulociták egy ideig együtt fejlődnek az eritrocitákkal és a vérlemezkékkel . A védőfunkciót ellátó granulociták közé tartoznak a véráramban keringő bazofilek , eozinofilek , neutrofilek és a szövetekben lokalizált makrofágok . A makrofágok egy speciális csoportja a mikrogliasejtek , amelyek az agysejtek 10-15%-át teszik ki [4] . A mikroglia sejtek elnyelik a fertőző ágenseket és amiloid plakkokat az agy és a gerincvelő idegszövetében , elpusztítják a sérült neuronokat és a szükségtelen szinapszisokat [5] [6] [7] . A T-limfociták szükségszerűen áthaladnak az érési szakaszon a csecsemőmirigyben, a B-limfociták pedig teljesen érettek a csontvelőben. Az érett T- és B-sejtek elhagyják a differenciálódás helyeit, és a másodlagos (perifériás) limfoid szervekbe – a lépbe , a nyirokcsomókba , a nyálkahártyához kapcsolódó limfoid szövetekbe ( MALT ) és más szervekbe [8] – költöznek .
Az immunrendszer növekvő specifitással több szinten is védi a szervezetet a fertőzésekkel szemben. A szervezetben vannak olyan fizikai akadályok, amelyek megakadályozzák a vírusok és baktériumok bejutását . Ha a kórokozónak sikerül legyőznie őket, akkor találkozik a veleszületett immunrendszerrel, amely gyors, de nem specifikus választ ad. Növényekben és állatokban veleszületett immunrendszer létezik [9] . A gerinceseknél, ha egy kórokozó legyőzi a veleszületett immunválaszt, akkor a következő védelmi vonallal, az adaptív immunrendszerrel találkozik. Az adaptív immunrendszer specifikus immunválaszt biztosít egy adott kórokozó ellen. A kórokozó elpusztítása után az adaptív immunrendszer az immunológiai memória segítségével „emlékezik” rá, aminek köszönhetően a kórokozóval való újbóli találkozáskor a szervezetben gyorsan specifikus immunválasz alakulhat ki ellene [10] [11]. . Az alábbi táblázat felsorolja a veleszületett és adaptív immunrendszer fő összetevőit.
veleszületett immunrendszer | Adaptív immunrendszer |
---|---|
A válasz nem specifikus | konkrét válasz |
Azonnali mérsékelt immunválaszt biztosít | Késleltetett erős immunválaszt biztosít |
Van sejtes és humorális összetevője | Van sejtes és humorális összetevője |
Nincs immunológiai memória | A kórokozóval való első találkozás után megjelenik az immunológiai memória |
Az élet szinte minden formája rendelkezik | Csak állkapcsos gerinceseknél található |
Mind a veleszületett, mind az adaptív immunrendszer a szervezet azon képességére támaszkodik, hogy meg tudja különböztetni önmagát a nem-éntől. Az immunológiában az „én” olyan molekulákat jelent , amelyek egy normális egészséges szervezet alkotóelemei. A „nem saját” molekulák olyan idegen eredetű molekulák, amelyek hiányoznak egy egészséges szervezetben. Egyes idegen molekulák kötődhetnek az immunsejtek specifikus receptoraihoz , és immunválaszt válthatnak ki; az ilyen molekulákat antigéneknek nevezzük [12] .
Az újszülöttek különösen érzékenyek a fertőzésekre, mivel születésük előtt nem voltak kitéve kórokozóknak. Egy újszülött több szintű passzív védelmet kap az anyjától. A terhesség alatt a G osztályú antitestek ( G immunglobulinok , IgG) közvetlenül a méhlepényen keresztül jutnak át az anyáról a magzatra , így emberben az újszülött születésétől fogva magas antitestekkel rendelkezik, amelyek megfelelnek azoknak az antigéneknek, amelyekkel az anyja találkozott [13] . Az anyatej vagy a kolosztrum is tartalmaz antitesteket, amelyek szintén védelmet nyújtanak az újszülöttnek mindaddig, amíg a saját immunrendszere el nem kezdi saját antitestek termelését [14] . Mivel az újszülött teste maga nem termel antitesteket és nem képez memóriasejteket, immunitása passzív. Az újszülött passzív védelme általában rövid ideig tart, és néhány naptól néhány hétig tart. Passzív immunitás mesterségesen is létrehozható antitestekben gazdag szérum szervezetbe juttatásával [15] .
A szervezetet a kórokozók behatolásával szemben számos felszíni védőréteg védi: mechanikai, kémiai és biológiai. A növényi leveleket borító viaszos kutikula , a rovarok külső váza , a héjak, a tojáshéjak és a bőr olyan mechanikai akadályok példái, amelyek a fertőzések első akadályai a szervezetben [16] . Mivel azonban a testet nem lehet teljesen elszigetelni a környezettől, egyes szerveknek, amelyek közvetlenül érintkeznek a külső környezettel és annak alkotóelemeivel – a tüdő , a gyomor-bél traktus és a húgyúti rendszer – további védelemre van szükség. A külső környezettől az állat testét hám védi , amely az emésztőrendszert, a légutakat és a húgyúti rendszert béleli ki. A külső környezettel kommunikáló szerveket bélelő hámot nyálkahártyának nevezzük. A hámsejtek különféle vegyületeket választanak ki, amelyek elpusztítják a baktériumokat vagy gátolják növekedésüket (a hám védőanyagairól bővebben a következő bekezdésben olvashat). A nyálkahártyákban a lokális kémiai faktorok mellett jelen vannak a fagocita sejtek (különösen nagy számban vannak a tüdő nyálkahártyájában) [17] . Köhögéssel és tüsszögéssel a kórokozók mechanikusan eltávolíthatók a légutakból . A könny és a vizelet kiüríti a kórokozókat, míg a légúti és a gyomor-bél traktus sejtjei által kiválasztott nyálka megtapad és immobilizálja a kórokozó sejteket [18] .
A kémiai gátak közé tartoznak az antimikrobiális peptidek , például a β - defenzinek , amelyeket a légutak és a bőr sejtjei választanak ki [19] . Az antimikrobiális fehérjék , például a lizozim és a foszfolipáz A2 megtalálhatók a nyálban, a könnyben és az anyatejben [20] [21] . A menarche után a hüvely olyan anyagokat kezd kiválasztani, amelyek kémiai gátat képeznek a környezet elsavasodása miatt. A sperma defenzineket és cinkionokat tartalmaz , amelyek antimikrobiális hatással rendelkeznek [22] [23] . A gyomorban a gyomorfal egyes sejtjei által kiválasztott sósav hatékony védelmet nyújt a lenyelt kórokozókkal szemben [24] .
Az emésztő- és húgyúti rendszernek saját kommenzális mikroflórája van , amely biológiai gátként szolgál, mivel a kompetitív mechanizmusok következtében a kórokozó mikroorganizmusokat megfosztja a létezésükhöz szükséges erőforrásoktól, vagy kedvezőtlenné teszi számukra a környezetet, savasítja a környezetet [25] . Így ezekben a szervekben szimbiotikus kapcsolat van a mikroflóra és az immunrendszer között. Mivel azonban a legtöbb antibiotikum nem specifikusan hat a baktériumokra, és a kórokozó baktériumokkal együtt elpusztítja a jótékony mikroflórát, az antibiotikumok bevétele után a gombák , például a candidiasist okozó Candida élesztőgombák megtelepedhetnek a megüresedett helyen [26] . Ezért az antibiotikumok bevétele után a normál mikroflóra helyreállítása érdekében prebiotikumokat és probiotikumokat írnak fel . Az egészséges mikroflóra hatékony védelmet nyújt a bakteriális gastroenteritisz , a gyulladásos bélbetegségek , a húgyúti fertőzések és a műtét utáni bakteriális szövődmények ellen 27] [28] [29] .
A szervezet fizikai védőgátait sikeresen legyőző mikroorganizmusok és méreganyagok szembesülnek a veleszületett immunrendszer ellenállásával. A veleszületett immunválaszt általában a kórokozók felismerése után váltják ki a kórokozó-felismerő receptorok , amelyek felismerik a kórokozók nagy csoportjainak legtöbb képviselőjében található molekulákat (például a gram-negatív baktériumokban található lipopoliszacharidot ) [30] . A veleszületett immunválasz akkor is beindul, amikor a receptorok felismerik a szervezet sérült vagy stresszes sejtjeinek jeleit . A veleszületett immunrendszer nem specifikus, és a kórokozók széles skálájára ad választ, függetlenül azok specifikus tulajdonságaitól [16] [31] . A veleszületett immunitás nem nyújt hosszú távú védelmet a kórokozókkal szemben, azonban a legtöbb szervezetben ez az immunitási forma dominál [9] .
A veleszületett immunrendszer sejtjei felismerik a mikrobiális sejtek által termelt molekulákat és molekuláris komplexeket mintafelismerő receptorok ( PRR ) segítségével [ 32 ] . A PRR-eket kódoló gének változatlanok maradnak, és nem mennek át átrendeződéseken a szervezet élete során. A PRR-eket túlnyomórészt a veleszületett immunsejtek, különösen a dendritikus sejtek , a makrofágok , a neutrofilek és a hámsejtek expresszálják . A PRP-k a molekuláris mintázatok két osztályát ismerik fel : a kórokozóhoz kapcsolódó molekuláris mintákat (PAMP ) és károsodáshoz kapcsolódó molekuláris mintákat ( DAMP ) . A PAMP-ok felismerik a kórokozó sejteket, míg a DAMP-ok magának a szervezetnek a stressznek kitett vagy károsodott sejtjeit [33] .
Az extracelluláris vagy endoszómába ágyazott PAMP-ok felismerését a Toll-like receptorok ( TLR ) néven ismert transzmembrán fehérjék végzik [34] . A TLR-eknek van egy jellegzetes [ motívuma , az úgynevezett Leucin rich ismétlődések ( LRR) , amelyek fontos szerepet játszanak mind a TLR-ek szerkezetének fenntartásában, mind működésükben [35] . Az első TLR-eket a Drosophila gyümölcslégyben írták le . A TLR -ek olyan citokinek szintézisét és szekrécióját váltják ki, amelyek aktiválják a veleszületett vagy adaptív immunitás védőprogramjait. Emberben 10 funkcionális TLR-t írtak le [36] .
A veleszületett immunrendszer sejtjeinek receptorai vannak a citoszolban , amelyek felismerik a fertőzésre vagy sejtkárosodásra utaló veszélyes molekuláris mintákat . Ezen receptorok között három fő osztály van: NOD-szerű receptorok , RIG-szerű receptorok és citoszolikus DNS -érzékelők [37] . A citoszolikus PAMP-okra és DAMP-okra válaszul a gyulladásos sejtek összeállnak - multiprotein komplexek , amelyek effektor komponense a kaszpáz 1 . Az inflammaszómák az IL-1β és IL-18 gyulladásos citokinek aktív formáit termelik [38] .
A veleszületett immunitás működésében a legfontosabb szerepet a leukociták töltik be [16] . A veleszületett immunitás leukocitái közül megkülönböztetik a fagocitákat (makrofágok, neutrofilek, dendritikus sejtek), veleszületett limfoid sejteket , hízósejteket , bazofileket , eozinofileket és természetes gyilkosokat . Ezek a sejtek felismerik a kórokozó sejteket és elpusztítják azokat [39] . A veleszületett immunsejtek fontos szerepet játszanak a limfoid szervek kialakulásában és az adaptív immunitás aktiválásában [40] .
A veleszületett immunitás sok sejtje képes a fagocitózisra, vagyis a kórokozók felszívódására. A fagociták „járőröznek” a szervezetben patogén sejteket keresve, vagy a fertőzés helyére vándorolnak a citokinkoncentráció gradiens által jelzett irányba [16] . Amikor egy fagocita elnyeli a patogén sejtet, egy speciális vezikulum - fagoszómába kerül, amely azután egy lizoszómával egyesül, és fagolizoszómát hoz létre . A fagolizoszómán belül a kórokozó sejt elpusztul az oxidatív robbanás eredményeként keletkező lebontó enzimek vagy szabad gyökök hatására [41] [42] . A fagocitózis valószínűleg a legrégebbi védekezési mechanizmus, mivel mind a húrsejtekben , mind a gerinctelenekben vannak fagociták [43] .
A fagociták legnagyobb csoportjai a neutrofilek és a makrofágok [44] . A neutrofilek általában a véráramban keringenek, és a fagociták legnagyobb csoportját alkotják, a vérben lévő összes leukocita 50-60%-át teszik ki [45] . A gyulladás akut fázisában a neutrofilek kemotaxison keresztül vándorolnak a gyulladás helyére, és általában az első immunsejtek, amelyek a fertőzés helyére érkeznek. A makrofágok a neutrofilekkel ellentétben a szövetekben találhatók, és nem keringenek az ereken keresztül . A makrofágok különféle anyagokat választanak ki, például enzimeket, komplementfehérjéket és citokineket, felszívják az elhalt testsejtek maradványait, és antigénprezentáló sejtekként is működnek, amelyek aktiválják az adaptív immunválaszt [46] .
A külső környezettel érintkező szövetekben a dendrites sejtek számához tartozó fagociták találhatók. A dendritikus sejtek a bőrben, az orrlyukak hámjában, a tüdőben, a gyomorban és a belekben találhatók. A dendrites sejtek az idegsejtek dendritjeihez hasonló jellegzetes folyamatokról kapták nevüket , de semmi közük az idegrendszerhez . A dendritikus sejtek összekötőként szolgálnak a test szövetei és az immunrendszer között, mivel képesek antigéneket bemutatni a T-limfocitáknak (T-sejtek) [47] .
A citoplazmában szemcséket tartalmazó leukocitákat összefoglaló néven granulocitáknak nevezzük. A granulociták közé tartoznak a neutrofilek, a bazofilek és az eozinofilek. A kötőszövetekben és a nyálkahártyákban hízósejtek találhatók, amelyek granulátumokat tartalmaznak a citoplazmában, és szabályozzák a gyulladásos választ [48] . A hízósejtek fontos szerepet játszanak az allergiás reakciók és az anafilaxia kialakulásában [45] . Az eozinofilek és bazofilek olyan anyagokat választanak ki, amelyek célja a többsejtű paraziták elleni küzdelem , és részt vesznek az allergiás reakciókban is [49] .
A veleszületett limfoid sejtek az immunsejtek közös progenitor sejtjének származékai. Nem rendelkeznek a mieloid vagy dendritikus sejtek molekuláris markereivel , és nem hordoznak T- és B-sejt receptorokat sem [50] . A veleszületett limfoid sejtek közé tartoznak a természetes gyilkos sejtek (NK-sejtek), amelyek közvetlenül nem pusztítják el a fertőző ágenseket, hanem elpusztítják a vírussal vagy intracelluláris baktériummal fertőzött testsejteket és a rosszindulatú sejteket [51] . Általános szabály, hogy a fertőzött sejtek felszínén nincsenek jelentős hisztokompatibilitási komplex (MHC) I. osztályú molekulák ( MHC-I ) [39] , és az NK-sejtek minden előzetes aktiválás nélkül elpusztítják őket. A normál testsejtek MHC-I-t expresszálnak, és nem esnek áldozatul az NK-sejteknek [52] .
A gyulladás az immunrendszer egyik első válasza egy kialakuló fertőzésre [53] . A gyulladás tünetei közé tartozik a bőrpír, duzzanat, láz és a gyulladt terület fájdalma, amelyeket a gyulladás fókuszában lévő fokozott véráramlás okoz. A sérült és fertőzött sejtek eikozanoidokat és citokineket választanak ki, amelyek az immunsejteket a gyulladás helyére vonzzák. Az eikozainoidok egyik csoportja, a prosztaglandinok lázat és gyulladással összefüggő értágulatot okoznak , míg az eikozainoidok egy másik csoportjának, a leukotriéneknek a tagjai néhány leukocitát vonzanak a gyulladás helyére [54] [55] . A legelterjedtebb citokinek közé tartoznak az interleukinek , amelyek segítségével a leukociták „kommunikálnak” egymással, a kemotaxist serkentő kemokinek és az interferonok , amelyek antivirális tulajdonságokkal rendelkeznek, mivel gátolják a fehérjeszintézist a fertőzött sejtben [56] . A gyulladás citotoxikus faktorokat és növekedési faktorokat is felszabadít . Mindezek az anyagok vonzzák az immunsejteket a fertőzés helyére, és elősegítik a sérült szövetek gyógyulását a patogén sejtek elpusztítása után [57] .
A komplement rendszer egy biokémiai kaszkád , amelynek célja az idegen sejtek integritásának megzavarása. A komplementrendszer több mint 20 fehérjét foglal magában, amelyek kiegészítik („kiegészítik”) az antitestek hatását a kórokozók elpusztítására [58] [59] . A komplementrendszer a veleszületett immunitás legfontosabb humorális összetevője. A komplementrendszer nemcsak gerincesekben van jelen, hanem gerinctelenekben, sőt növényekben is [39] .
Emberben a komplementrendszer komponensei vagy a mikrobiális sejtekhez már kötődő antitestekhez, vagy a mikrobiális sejtek felszínén lévő szénhidrát fragmentumokhoz kötődnek. A komplement fehérjék kötődése a célponthoz egy jelátviteli kaszkádot indít el, amelynek minden szakaszában a jel fokozódik a komplement rendszer részét képező proteázok proteolízis útján történő aktiválódása miatt [60] . Az aktivált proteázok a proteolízis következtében tovább aktiválják az új proteázokat, és így tovább, vagyis a komplementrendszert pozitív visszacsatolási mechanizmus aktiválja [61] . Végső soron a komplementrendszer aktivációja olyan peptidek termelődéséhez vezet, amelyek más immunsejteket vonzanak a kórokozóhoz, növelik az érfalak permeabilitását, opszonizálják (lefedik) a kórokozó sejtet, további pusztulásra jelölve azt. A komplementrendszer fehérjéi közvetlenül is elpusztíthatják a mikrobiális sejteket azáltal, hogy beépülnek a membránjukba és megzavarják azok integritását [58] .
Az evolúció során az állkapocs állatokban megjelent az adaptív immunrendszer. Az adaptív immunitás erős specifikus választ ad, valamint az immunológiai memória kialakulását. Az adaptív immunválasz egy adott antigénre specifikus, amelyet az adaptív immunsejtek az antigénprezentáció folyamata során ismernek fel. A kórokozó elpusztítása után adaptív immunitású sejtek maradnak, amelyek információt tárolnak antigénjeiről és immunológiai memóriát biztosítanak. Ennek köszönhetően egy kórokozó újbóli behatolásakor gyors specifikus immunválasz alakul ki [62] .
Az adaptív immunitás sejtjeit a leukociták egy specifikus csoportja - limfociták - képviselik, amelyek T-limfocitákra (T-sejtek) és B-limfocitákra (B-sejtek) vannak osztva. A limfociták a csontvelőben lévő hemocitoblasztokból képződnek, majd a T-sejtek a csecsemőmirigyben, a B-sejtek pedig a csontvelőben érnek. A T-sejtek celluláris adaptív immunválaszt, míg a B-sejtek humorális adaptív immunválaszt biztosítanak. A T- és B-sejtek felszíni receptoraikat (T-, illetve B-sejt-receptorokat) hordoznak, amelyek felismerik az antigéneket. A T-sejtek jellemzően nem képesek felismerni az antigéneket eredeti formájukban; csak az antigénprezentáló sejtek felszínén lévő MHC-molekulákkal asszociált antigének feldolgozott A T-gyilkosok felismerik az MHC-I-hez kapcsolódó antigének fragmentumait, a T-helperek és a szabályozó T-sejtek pedig az MHC-II- vel komplexben lévő antigének fragmentumait . A T-sejtek egy speciális csoportja, a γδ-T sejtek képesek felismerni az MHC-hez nem kapcsolódó ép antigéneket [63] . A B-sejt-receptor egy B-sejt felszínén lehorgonyzott antitestmolekula, amely további feldolgozás nélkül felismer egy antigént. A különböző B-sejtvonalak B-sejtes receptorai különböző antigéneknek felelnek meg, és a képződő antitestek teljes repertoárját jelenítik meg [64] .
A T-sejteknek három fő populációja van: a gyilkos T-sejtek, a T-helpersejtek és a szabályozó T-sejtek. A T-gyilkosok elpusztítják a fertőzött és sérült sejteket [65] . A B-sejtekhez hasonlóan az azonos származású T-sejtek ugyanazt az antigént ismerik fel. A T-gyilkosok akkor aktiválódnak, amikor a T-sejt-receptorok ( pl. T-sejt-receptorok, TCR-ek ) felismernek egy antigén-fragmenst az MHC-I-vel komplexben egy antigénprezentáló sejt felszínén. Az ilyen komplexek T-killerek általi felismeréséhez a TCR-eken kívül a CD8 koreceptorra is szükség van . Az aktiválás után a gyilkos T a véráramban vándorol, és ugyanazt az antigént keresi, mint amit a számára bemutattak. Amikor egy T-gyilkos találkozik egy sejttel a kívánt antigénnel, citotoxikus tulajdonságokkal rendelkező fehérjéket, például perforint szabadít fel , amelyek beépülnek a célsejt membránjába , hogy pórusokat képezzenek, és megzavarják annak integritását. Egy másik fehérje, a granulisin proteáz behatolása a célsejtbe a célsejt apoptózisát váltja ki [66] . A gyilkos T-sejtek különösen fontos szerepet játszanak a vírusreplikáció megakadályozásában a fertőzött sejtek elpusztításával. A gyilkos T-sejtek aktivációja szigorúan szabályozott, és csak a T-sejt-receptor és az antigén szinte tökéletes egyezése esetén következik be, emellett további jelek szükségesek a gyilkos T-sejtek aktiválásához, amelyeket a T-sejtek küldenek. más típusú, T segítők [66] .
A T-helperek szabályozzák az adaptív és szerzett immunválaszokat. A T-helperek nem rendelkeznek citotoxikus aktivitással, nem pusztítják el sem a patogén sejteket, sem a fertőzött sejteket [67] [68] . A T-helperek felületén TCR-ek találhatók, amelyek felismerik az MHC-II-vel komplexben lévő antigének fragmentumait. Akárcsak a T-killerek esetében, a TCR mellett az MHC:antigén komplex felismerésére a T-helperek egy koreceptort használnak, de nem CD8-at, hanem CD4 -et , amely a T-helpert aktiváló jelátviteli kaszkádokat indítja el. A T-helperek gyengébben kötődnek az MHC:antigén komplexhez, mint a T-killerek, és a T-helper aktiválásához szükséges, hogy a felületén 200-300 TCR kapcsolódjon az MHC:antigén komplexhez, míg a T-helper aktiválásához A T-gyilkos már akkor is előfordul, ha csak egy receptor kapcsolódik az MHC:antigén komplexhez. Ezenkívül a T-helperek aktiválásához hosszabb interakcióra van szükség az antigénprezentáló sejttel [69] . Az aktivált T-helper olyan citokineket szabadít fel, amelyek számos sejttípusra hatással vannak. A T-helperek citokin jelei fokozzák a makrofágok baktericid tulajdonságait és a T-gyilkosok aktivitását [16] .
A korábban szuppresszor T-sejtekként ismert szabályozó T-sejtek elnyomják az effektor T-sejtek működését és proliferációját , megakadályozva az autoimmun betegségek kialakulását [70] , és eredetüket tekintve a T-helperekkel kapcsolatosak. A T-helperekhez hasonlóan a szabályozó T-sejtek is expresszálják a CD4-koreceptort [71] . A γδ-T sejtek a TCR egy alternatív formáját fejezik ki, amely különbözik a CD4+ és CD8+ T-sejtekétől, és egyesíti a T-helperek, T-gyilkosok és NK-sejtek tulajdonságait [72] .
A B-sejtek B-sejt-receptorokon keresztül ismerik fel az antigéneket, amelyek a B-sejtek felszínén lehorgonyzott antitestek [73] . Amikor a B-sejt receptor kötődik az antigénhez, az internalizálódik, és a B-sejten belül az antigén proteolízissel peptidekre hasad. A kapott antigén-B-sejt fragmentumok felületén MHC-II-vel komplexben mutatkoznak. Az antigén:MHC-II komplex aktiválja a T-helpert, amely B-sejt-aktiváló limfokineket választ ki [74] . Az aktivált B-sejt osztódni kezd, és utódsejtjei, az úgynevezett plazmasejtek , több millió antitestmolekulát választanak ki, amelyek azonosak az antigént eredetileg megkötő B-sejt-receptorral. Az antitestek a vérben és a nyirokkeringésben keringenek, a megfelelő antigénjüket expresszáló patogén sejtekhez kötődnek, és komplementfehérjék vagy fagociták általi elpusztításra jelzik őket. Az antitestek önmagukban is rendelkezhetnek védő tulajdonságokkal, megkötődhetnek a bakteriális toxinokhoz és semlegesíthetik azokat, vagy versenghetnek a vírusokkal és baktériumokkal a receptorokért, megakadályozva, hogy megfertőzzék a sejtet [75] .
Az immunrendszer szoros kölcsönhatásban áll más szervrendszerekkel, különösen az endokrin [76] [77] és az idegrendszerrel [78] [79] [80] . Az immunrendszer a szövetek helyreállításában és regenerációjában is fontos szerepet játszik .
A hormonok immunmodulátorként működnek, szabályozzák az immunrendszer érzékenységét. Például a női nemi hormonok mind a veleszületett, mind az adaptív immunitás immunstimulálói [81] [82] [83] [84] [85] . Egyes autoimmun betegségek, mint például a szisztémás lupus erythematosus , túlnyomórészt a nőket érintik, és megjelenésük egybeesik a pubertás idejével . Ugyanakkor a férfi hormonok, különösen a tesztoszteron immunszuppresszív tulajdonságokkal rendelkeznek [86] . Az immunrendszert más hormonok is befolyásolják, mint például a glükokortikoidok , a prolaktin , a szomatotropin és a D- vitamin származékok [87] [88] .
A glükokortikoidok csoportjába tartozó hormonok az immunrendszer legfontosabb szabályozói, mivel fokozzák a gyulladásgátló fehérjék expresszióját (például lipocortin I , p11 , SLPI és MAPK-foszfatáz [89]). ), és csökkenti a gyulladást elősegítő fehérjék termelődését. A kifejezett gyulladáscsökkentő hatás miatt a glükokortikoidokat autoimmun betegségek , allergiák , szepszis kezelésére használják [90] . A glükokortikoidok a T-sejtek fejlődésének szabályozásában is szerepet játszanak [91] .
Amikor egy T-sejt találkozik egy kórokozóval, feltárja a D-vitamin receptort . Neki köszönhetően a T-sejt kölcsönhatásba lép a D-vitamin aktív formájával - a kalcitriol szteroid hormonnal . De a T-sejtek és a D-vitamin kapcsolata nem korlátozódik erre. A T-sejtek a CYP27B1 gént expresszálják , amely egy olyan enzimet kódol, amely a D-vitamin-származékot, a kalcidiolt kalcitriollá alakítja. A T-sejtek csak a kalcitriolhoz való kötődés után képesek ellátni védő funkcióikat. A CYP27B1 gént néhány más sejt is expresszálja, amelyek szintén képesek kalcitriolt képezni kalcidiolból: dendritikus sejtek, makrofágok és keratinociták [92] [93] .
Feltételezték, hogy a hormonszintek életkor előrehaladtával progresszív csökkenése összefügghet az időskori immunhiányos felnőttekkel [94] . Ezenkívül az immunrendszer az endokrin rendszerre is hatással van, különösen a pajzsmirigyhormonokra [95] . Az immunitás életkorral összefüggő hanyatlása korrelál az idősek D-vitamin szintjének csökkenésével [96] .
Az alvás és a pihenés hatással van az immunrendszerre [97] , különösen az alváshiány csökkenti annak működését [98] . A fertőzés során termelődő számos citokin, például az interleukin 1 és a TNFα komplex visszacsatolási hurok részt vesz a nem REM alvás szabályozásában [99] . Emiatt a fertőzés során az alvási ciklus megváltozhat, nevezetesen megnőhet a lassú hullámú alvás aránya [100] .
Az alváshiányban szenvedők immunválasza a normál emberekhez képest csökkent, és a fertőzésekre adott válaszként csökkenhet az antitest-termelés. Ezenkívül a váltakozó világos és sötét napszak ciklusainak megsértése megzavarja az NFIL3 fehérje működését , amely nemcsak a cirkadián ritmusok szabályozásában , hanem a T-sejtek differenciálódásában is szerepet játszik. A cirkadián ritmus megsértése az immunrendszer működésének zavarával együtt szívbetegséget , asztmát és krónikus fájdalmat okozhat [101] .
Az alvásmegvonásnak az immunrendszer működésére gyakorolt negatív hatása mellett az alvás és a cirkadián ritmus erős szabályozó hatással bír mind a veleszületett, mind az adaptív immunitásra. Lassú hullámú alvás közben a kortizol , az adrenalin és a noradrenalin szintje élesen csökken , aminek következtében megnő a leptin , a szomatotropin és a prolaktin koncentrációja. Ezek a hormonok az IL-1, IL-12 , TNFα és INFγ proinflammatorikus citokinek képződésével kapcsolatosak , amelyek aktiválják az immunsejteket, elősegítik azok proliferációját és differenciálódását. Lassú hullámú alvás közben a differenciálatlan vagy rosszul differenciált naiv és memória T-sejtek száma tetőzik egy lassan kialakuló adaptív immunválasz során Emellett a nem REM alvás során aktívan termelődő hormonok (leptin, szomatotropin és prolaktin) támogatják az antigénprezentáló sejtek és a T-sejtek kölcsönhatását, fokozzák a T helperek proliferációját és a naiv T-sejtek vándorlását a nyirokcsomókba. Úgy gondolják, hogy ugyanezek a hormonok a T-helper válasz aktiválásával járulnak hozzá a hosszú távú immunológiai memória kialakulásához [102] .
Az ébrenlét során ezzel szemben a gyilkos T-sejtek és NK-sejtek száma, valamint a gyulladásgátló anyagok, például a kortizol és a katekolaminok koncentrációja eléri a csúcsot . Két hipotézis létezik arra vonatkozóan, hogy az immunrendszer gyulladáskeltő jelei miért aktiválódnak alvás közben. Először is, ha aktív gyulladásos válasz lép fel az ébrenlét során, az súlyos fizikai és kognitív károsodást okozna. Másodszor, a melatonin hozzájárulhat az alvás közbeni gyulladáshoz . A gyulladás során hatalmas mennyiségű szabad gyök keletkezik ( oxidatív stressz ), és a melatonin képes ellensúlyozni ezek képződését alvás közben [102] [103] .
A túlevés olyan betegségekhez kapcsolódik, mint a cukorbetegség és az elhízás , amelyek befolyásolják az immunrendszer működését. A mérsékelt alultápláltság , valamint bizonyos nyomelemek és tápanyagok hiánya hátrányosan befolyásolhatja az immunrendszer működését [104] . Bizonyítékok vannak arra vonatkozóan, hogy a zsírsavakban gazdag élelmiszerek pozitívan hatnak az immunrendszerre [105] , és a terhesség alatti nem megfelelő magzati táplálkozás veszélyeztetheti az immunrendszert az élet hátralévő részében [106] .
Az immunrendszer, különösen annak veleszületett összetevője kritikus szerepet játszik a sérülés utáni szövetek helyreállításában [107] [108] [109] [110] [111] . A makrofágok és a neutrofilek kulcsszerepet játszanak ebben a folyamatban, de fontosak a γδ-T-sejtek, a veleszületett limfoid sejtek és a szabályozó T-sejtek is. A sebgyógyulásban a legfontosabb tényezők az immunsejtek plaszticitása, valamint a pro-inflammatorikus és gyulladásgátló jelek egyensúlya. Az immunrendszer is részt vesz a regeneráció folyamatában, különösen a kétéltűeknél . Egy hipotézis szerint a nagy regenerációs képességű fajok kevésbé immunkompetensek, mint az alacsony regenerációs potenciállal rendelkező fajok [112] [113] .
Az immunrendszeri rendellenességek három kategóriába sorolhatók: immunhiányos állapotok, autoimmun betegségek és túlérzékenységi reakciók [114] .
Immunhiány akkor fordul elő, ha az immunrendszer nem elég hatékony, ha egy vagy több összetevője nem működik. Az immunrendszer aktivitása 50 éves kor után fokozatosan csökken, ezt a folyamatot immunosenescence -nek ( angol immunosenescence ) nevezik [115] [116] . A fejlett országokban az immunrendszer hatékonyságának csökkenésének fő oka az elhízás, az alkoholizmus és a kábítószer-függőség [116] . A fejlődő országokban az immunrendszer zavarait leggyakrabban az alultápláltság okozza. A fehérjék hiánya az étrendben, az immunitás sejtmechanizmusainak működése, a komplementrendszer megzavarása, a citokinek és az immunglobulin A (IgA) képződése csökken [116] . Egyes immunhiányok örökletesek [ 16] , például a krónikus granulomatózus betegség , amelyben a fagociták alacsony hatékonysággal pusztítják el a kórokozó sejteket. Az immunhiány oka lehet HIV-fertőzés vagy bizonyos rákos megbetegedések [117] [118] .
Az autoimmun betegségek az immunrendszer fokozott hiperaktivitásával járnak, amely elkezdi támadni a szervezet fehérjéit. Így az autoimmun betegségekben a saját és a másik felismerési mechanizmusa sérül. Normális esetben a szervezet saját fehérjéit felismerni képes T-sejteket speciális mechanizmusok pusztítják el [119] . A sejtek és szövetek autoimmun pusztításának mechanizmusa nem különbözik attól, ami az adaptív immunválasz során normálisan megvalósul. A gyakori autoimmun betegségek közé tartozik a rheumatoid arthritis , az inzulinfüggő diabetes mellitus , az autoimmun pajzsmirigy -gyulladás [120] .
A túlérzékenység az antigénre adott túlzott immunválaszra utal. A túlérzékenységi reakciókat időtartamuktól és a mögöttes mechanizmusoktól függően több típusra osztják. Az I. típusú túlérzékenység azonnali anafilaxiás reakciókat foglal magában, amelyek gyakran allergiával társulnak. Az ilyen típusú reakciók enyhe kényelmetlenséget okozhatnak, vagy akár halálhoz is vezethetnek. Az I-es típusú túlérzékenység az E immunglobulinokon (IgE) alapul, amelyek a bazofilek és a hízósejtek degranulációját okozzák. A II-es típusú túlérzékenységről azt mondják, hogy olyan antitestek vannak jelen a szervezetben, amelyek felismerik saját fehérjéit, és megsemmisítésre jelzik az azokat expresszáló sejteket. A II-es típusú túlérzékenység, más néven antitest-függő vagy citotoxikus túlérzékenység, a G (IgG) és M (IgM) immunglobulinokon alapul . Az immunkomplexek, amelyek antigének, komplementfehérjék, IgG és IgM felhalmozódásai, III-as típusú túlérzékenységi reakciókat váltanak ki. A IV-es típusú túlérzékenység, más néven késleltetett túlérzékenység 2-3 napon belül alakul ki. A IV-es típusú túlérzékenységi reakciók számos autoimmun és fertőző betegségben megfigyelhetők, és T-sejteken, monocitákon és makrofágokon alapulnak [121] .
Az immunszuppresszív gyógyszereket (immunszuppresszánsokat) autoimmun betegségek, túlzott gyulladások kezelésére, valamint szervátültetés utáni transzplantátum kilökődés megelőzésére használják [122] [123] . A gyulladáscsökkentő gyógyszereket aktívan alkalmazzák a gyulladásos folyamatok hatásainak szabályozására . A glükokortikoidok a legerősebb gyulladáscsökkentő gyógyszerek közé tartoznak , de számos súlyos mellékhatásuk van, beleértve a központi elhízást, a hiperglikémiát és a csontritkulást , ezért használatukat szigorúan ellenőrizni kell [124] . Kis dózisú gyulladáscsökkentő gyógyszereket gyakran alkalmaznak citotoxikus gyógyszerekkel és immunszuppresszív gyógyszerekkel, például metotrexáttal és azatioprinnal együtt . A citotoxikus gyógyszerek elnyomják az immunválaszt az osztódó sejtek, köztük az aktivált T-sejtek elpusztításával. Azonban más szövetek osztódó sejtjei is érintettek, így a citotoxikus gyógyszereknek sok mellékhatása van [123] . Az immunszuppresszív gyógyszerek, mint például a ciklosporin , elnyomják a T-sejtek extracelluláris ingerekre adott válaszát azáltal, hogy gátolják jelátviteli útvonalaikat [125] .
Az aktív immunitás mesterségesen, oltással hozható létre. Az oltás, vagyis az immunizálás alapelve, hogy valamilyen kórokozó antigénjét bejuttatják a szervezetbe annak érdekében, hogy specifikus immunitás alakuljon ki ellene a betegség átvitele nélkül [16] . Az immunválasz szelektív kiváltása az antigén által, nem pedig a kórokozó egésze által, az immunrendszer természetes specifitásán múlik. A vakcinázás az egyik legsikeresebb példa az immunrendszer manipulációjára, amely védelmet nyújt számos fertőző betegség ellen [122] [126] . A legtöbb vírusfertőzés elleni vakcina élő, legyengített vírust tartalmaz, és sok bakteriális betegségek elleni vakcina mikroorganizmusok nem sejtes összetevőire épül, például toxinok ártalmatlan összetevőire [16] . Mivel a nem sejtes vakcinákban használt számos antigén nem ad megfelelő erősségű adaptív immunválaszt, a legtöbb antibakteriális vakcinához adjuvánsokat adnak , amelyek aktiválják a veleszületett immunitás antigénprezentáló sejtjeit, és növelik a vakcina immunogenitását [127] .
A szervezetben semlegesítő immunválasz alakulhat ki olyan gyógyszerek bevezetése után, amelyek nagy peptidek és fehérjék, amelyek tömege meghaladja az 500 Da -t, különösen nagy dózisok ismételt beadásakor. Néha nem maga a gyógyszer immunogén, hanem az az anyag, amellyel együtt beadják, ahogy ez néha a taxol rákgyógyszer esetében történik . A fehérjék és peptidek immunogenitásának felmérésére olyan számítási módszereket dolgoztak ki, amelyek különösen fontosak az antitesteken és más peptid jellegű anyagokon alapuló gyógyszerek kifejlesztéséhez, valamint a vírusburok - fehérjékben a mutációk virulenciájára gyakorolt hatásának vizsgálatához. . Az immunogenitás értékelésének legkorábbi módszerei azon a megfigyelésen alapultak, hogy a hidrofil aminosavak aránya az epitópokban sokkal nagyobb, mint a hidrofób aminosavak aránya [128] . A legújabb megközelítések a gépi tanuláson és az ismert epitópok (általában jól tanulmányozott vírusfehérjék) adatbázisainak képzésén alapulnak [129] . Az immunogenitás bioinformatikai megközelítésekkel történő vizsgálatával foglalkozó területet immuninformatikának [130] nevezték el .
Az immunológiai tolerancia egy adott antigénre adott immunválasz hiányára utal. Azon antigének listája, amelyekkel szemben tolerancia alakulhat ki, gyakorlatilag nem különböztethető meg azon antigének halmazától, amelyek ellen specifikus immunválasz alakul ki. Az ontogenezis egyes szakaszaiban , valamint az emlősök normális vemhességéhez ( immunológiai tolerancia terhesség alatt ) szükség van bizonyos antigénekre adott specifikus válasz hiányára . Egyes antigénekkel szembeni tolerancia kialakulása a szervezet fejlődésének korai szakaszában következik be. Ezenkívül a tolerancia mesterségesen előidézhető az ontogenezis korai szakaszában, különösen antigén bejuttatásával egy nem teljesen kialakult immunrendszerű újszülött szervezetbe. A szervezet fejlődésének kezdetén és felnőttkorban kialakult tolerancia sejtes és molekuláris mechanizmusa gyakran eltérő. Tehát az újszülött egerekben kevés a makrofág, így az immunrendszer nem tud hatékony választ kifejteni. A T helpereket elnyomó szabályozó T-sejtek fontos szerepet játszanak az immunológiai tolerancia kialakulásában [131] .
A kórokozók elleni küzdelem mellett az immunrendszer fontos szerepe a rosszindulatú sejtek azonosítása és elpusztítása. A rosszindulatú transzformáción átesett daganatsejtek gyakran olyan felszíni antigéneket expresszálnak, amelyek a normál sejtekben hiányoznak. Az immunrendszer ezeket az antigéneket idegenként érzékeli, így immunválaszt váltanak ki a rosszindulatú sejtek ellen. A tumorantigének különböző eredetűek lehetnek [132] : származhatnak onkogén vírusokból , például a humán papillomavírusból , amely méhnyakrákot okoz [133] és más szervekrákot [134] , más daganatantigének pedig valójában a szervezet sejtjei. saját fehérjék, amelyek a sejtekben általában alacsony, a tumorsejtekben pedig lényegesen magasabb szinten vannak jelen. Példa erre a tirozináz enzim , amely a melanin szintéziséhez szükséges. E fehérje magas expressziója a melanociták rosszindulatú sejtekké való átalakulásához vezet [135] [136] . A tumorantigének harmadik forrása a sejtek növekedését és túlélését normális esetben szabályozó fehérjék, amelyek gyakran mutálódnak és onkogénekké válnak [132] [137] [138] .
A daganatellenes immunválasz főként a tumorsejtek T-gyilkosok általi elpusztításából áll, esetenként T-helperek közreműködésével [136] [139] . A tumorantigének MHC-I-szerű vírusfehérjékkel komplexben jelennek meg, aminek köszönhetően a T-gyilkosok felismerik a rosszindulatú sejteket [140] . Az NK-sejtek a tumorsejteket is elpusztítják, különösen, ha a normálhoz képest alacsony szinten expresszálják az MHC-I-t, ami a daganatos sejteknél gyakran előfordul [141] . Egyes esetekben a szervezetben antitestek képződnek a tumorantigénekkel szemben, és a rosszindulatú sejteket a komplementrendszer elpusztítja [137] .
Egyes daganatoknak sikerül elkerülniük az immunválaszt [142] [143] . Sejtjeik alacsony szinten expresszálják az MHC-I-t, ezért a T-gyilkosok nem ismerik fel őket [140] [142] . Egyes daganatsejtek olyan anyagokat választanak ki, amelyek elnyomják az immunválaszt, mint például a TGFβ citokin , amely elnyomja a makrofágok és limfociták aktivitását [142] [144] . Ezenkívül immunológiai tolerancia alakulhat ki a tumorantigénekkel szemben, aminek következtében az immunrendszer elveszíti azon képességét, hogy felismerje a rosszindulatú sejteket [142] [143] .
A makrofágok elősegíthetik a tumornövekedést az általuk más makrofágok vonzására használt citokineknek, például a TNFα-nak köszönhetően [145] . Ezenkívül a hipoxia , amelyben a daganat leggyakrabban lokalizálódik , és a makrofágok által felszabaduló citokinek kombinációja aktiválhatja a tumor metasztázisát [142] .
A többkomponensű adaptív immunrendszer az evolúció során nagy valószínűséggel az állkapcsos gerinceseknél jelent meg, mivel a gerinctelenek nem rendelkeznek sem limfocitákkal, sem antitestekkel [1] . Sok szervezet azonban elvileg hasonló védekező rendszerrel rendelkezik, mint a gerincesek adaptív immunitása. Még a baktériumok és az archaeák is rendelkeznek az immunrendszer funkcionális analógjaival , például a restrikciós-módosító rendszerrel vagy a CRISPR /Cas rendszerrel, amelyet a vírusok elleni védelemre terveztek [146] . A CRISPR/Cas rendszert a szerzett immunitás egy formájának is tekinthetjük, mivel egy baktérium vagy archaea genomjába beépíti azon vírusok szekvenciáit, amelyekkel találkozott, így amikor újra megfertőződik ugyanazzal a vírussal, egy specifikus védőreakció gyorsan fellép. A CRISPR/Cas rendszerekben a vírus replikációja elnyomott a CRISPR lókuszban lévő spacerekből kiolvasott rövid RNS -ek és az idegen nukleinsavak komplementer kölcsönhatása miatt, és ezek Cas-fehérjék általi elpusztítása miatt [147] [148] . A prokarióták más vírusellenes védekezési mechanizmusokkal is rendelkeznek [149] [150] . Az immunrendszer egyes elemei léteznek az egysejtű eukariótákban , de ezek kevéssé ismertek [151] .
A veleszületett immunitás egyes összetevői, mint például a mintázatfelismerő receptorok, gyakorlatilag minden szervezetben jelen vannak. A növények és állatok antimikrobiális peptidekkel rendelkeznek, a gerincteleneknél pedig az antimikrobiális peptidek jelentik a szisztémás immunitás fő formáját [1] . A legtöbb gerinctelennek komplementrendszere és fagocitái is vannak. A vírusok elleni antivirális védelemben a fő szerepet a ribonukleáz enzimek és az RNS interferencia mechanizmusa játsszák, amelyek szinte minden eukarióta esetében konzerváltak [152] .
Az állatokkal ellentétben a növényeknek nincs fagocitózisra képes sejtje, de a növényeknek van immunrendszerük, amely a kémiai jelek átvitelén alapul a növényi testben [153] . Az egyes növényi sejtek is reagálhatnak a PAMP-okra [154] . Ha egy növényi szövet területe fertőzött, helyi túlérzékenységi reakció alakul ki, amelynek következtében az érintett területen található sejtek apoptózison mennek keresztül, és nem képesek kórokozókat más sejtekhez továbbítani. Egy növényi szervezet rezisztenciát szerezhet a kórokozó egészével szemben a szisztémás szerzett rezisztenciaként ismert védekező reakció révén [153] . A növények vírusfertőzésre adott szisztémás válaszában fontos szerepet játszik az RNS-interferencia, amely blokkolja a vírus replikációját [155] .
Bár a klasszikus adaptív immunrendszer-molekulák, mint például az immunglobulinok és a T-sejt-receptorok csak állkapcsos állatokban találhatók meg, felvetették, hogy más organizmusok is rendelkeznek alternatív adaptív immunrendszerrel. A példák közé tartoznak az olyan primitív állkapocs nélküli gerincesek, mint a lámpaláz és a halak . Vannak úgynevezett variábilis limfocita receptoraik ( angolul variable lymphocyte receptors, VLR ), amelyeket egy vagy két gén kódol. A VLR-ek az antitestekhez hasonló módon és hasonló specificitással kötik meg az antigéneket [156] .
Bármely kórokozó sikere attól függ, hogy milyen sikeresen tudja legyőzni a szervezet immunrendszerének akadályait. Ezért a kórokozók számos olyan mechanizmust fejlesztettek ki, amelyek segítenek nekik elkerülni vagy elpusztítani az immunrendszert [157] . A baktériumok gyakran legyőzik a szervezet védőgátjait az őket elpusztító enzimek kiválasztásával, például II. típusú szekréciós rendszerek segítségével [158] . A III-as típusú szekréciós rendszerek üreges csöveken keresztül biztosítják a kommunikációt a baktériumsejt és a gazdasejt között, aminek köszönhetően a patogén fehérjék közvetlenül a gazdasejtekbe kerülnek. Ezeket a fehérjéket gyakran úgy tervezték, hogy kikapcsolják a gazdaszervezet védekező mechanizmusait [159] .
Egyes kórokozók, például az intracellulárisak, a gazdasejtek belsejébe bújva elkerülik az immunválaszt. Az ilyen kórokozók életciklusuk nagy részét a gazdasejtekben töltik, ahol védve vannak az immunsejtek, az antitestek és a komplementrendszer hatásától. Az intracelluláris kórokozók közé tartoznak a vírusok, egyes baktériumok (például a Salmonella ) és még az eukarióták is ( maláriás Plasmodium falciparum és a Leishmania nemzetség protistái ) . Egyes baktériumok, például a Mycobacterium tuberculosis , kapszulákban élnek, amelyek megvédik őket a komplementfehérjék általi lízistől [ 160] . Sok kórokozó olyan anyagokat választ ki, amelyek érvénytelenítik az immunválaszt, vagy rossz irányba viszik azt. Egyes patogén baktériumok biofilmeket képeznek , amelyekben minden baktériumsejt megbízhatóan védett az immunrendszer hatásától. A biofilmek olyan emberi kórokozókat képeznek, mint a Pseudomonas aeruginosa és a Burkholderia cenocepacia [161] . Más baktériumok olyan felszíni fehérjéket szintetizálnak, amelyek megkötik az antitesteket és inaktiválják azokat; Ilyen például a Streptococcus nemzetséghez tartozó baktériumok G fehérje , a Staphylococcus aureus A fehérje és a Peptostreptococcus magnus L fehérje [162] .
Az adaptív immunválasz elkerülésének mechanizmusai összetettebbek. Ezek közül a legegyszerűbb az antigénvariáció , ahol a felszíni epitópok nem esszenciális részei gyorsan változhatnak. Például a HIV -ben a vírusburok fehérjéi, amelyek a célsejtbe való bejutáshoz szükségesek, folyamatosan változnak. Az antigének gyakori változásai magyarázatot adhatnak arra, hogy e vírus ellen nem sikerült vakcinát kifejleszteni [163] . A felszíni fehérje variációjának hasonló mechanizmusát alkalmazza az eukarióta egysejtű parazita, a Trypanosoma brucei , ami lehetővé teszi számára, hogy egy lépéssel az immunrendszer előtt járjon [164] . Egy másik gyakran használt stratégia az antigénmaszkolás. Például a HIV- virionok a sejttől való elválasztáskor a gazdasejt membránjából származó lipidmembránnal veszik körül magukat , ami megnehezíti az immunrendszer számára, hogy idegen tárgyként ismerje fel őket [165] .
Az első ismert feljegyzések az immunitás létezéséről Kr.e. 430-ból származnak. e. amikor Athénban tombolt a pestis . Thuküdidész észrevette, hogy azok, akik egy korábbi járvány idején pestisben szenvedtek, képesek ellátni a betegeket anélkül, hogy újra megbetegednének [166] . A 10. században Abu Bakr Muhammad al-Razi perzsa orvos vezette be először az adaptív immunitás fogalmát, és írta le a himlő védőhatását a visszaesés ellen [167] . Bár véleménye szerint az immunitás abban állt, hogy az első betegség során a „felesleges nedvességet” ürítette ki a vérből, megakadályozva ezzel a második betegség kialakulását, al-Razi elmélete képes volt megmagyarázni néhány, a himlővel kapcsolatban akkoriban elérhető megfigyelést. [168] .
A 18. században Pierre Louis de Maupertuis kísérleteket végzett a skorpióméreggel , és megállapította, hogy egyes kutyák és egerek ellenálltak a hatásának [169] . Az immunitás fogalmát Louis Pasteurnek köszönhetően fejlesztették tovább , aki kidolgozta a vakcinázás alapelveit és a betegség csíraelméletét [170] . Pasteur elmélete ellentmondott a betegségekről szóló akkori elképzeléseknek, különösen a miazmusok széles körben elterjedt elméletének . Pasteur elképzeléseit 1891-ben Robert Koch is megerősítette , aki 1905 -ben élettani és orvosi Nobel-díjat kapott a fertőző betegségek mikrobiális okának megállapításáért [171] . A vírusok szerepe az emberi betegségekben 1901-ben derült ki, amikor Walter Reed felfedezte a sárgaláz vírusát [172] .
Az immunológia a 19. század végén gyorsan fejlődött. Abban az időben intenzíven tanulmányozták az immunitás sejtes és humorális alapjait [173] . Különösen fontos volt Paul Ehrlich hozzájárulása, aki az oldalláncok elméletét javasolta az antigén-antitest kölcsönhatás specifitásának magyarázatára. A 19. század végén és a 20. század elején szembesült az immunitás sejtes és humorális elmélete. A sejtelméletet Ilja Mecsnyikov védte , aki felfedezte az immunsejtek fagocitózisos képességét. Az immunitás humorális elméletének hívei, köztük Paul Ehrlich és Emil Adolf von Behring , azzal érveltek, hogy az immunitás összetevői a testnedvekben oldott szabad molekulák, nem pedig speciális sejtek. A humorális immunitás mechanizmusainak tanulmányozásában végzett munkájáért Ehrlich 1908-ban élettani és orvosi Nobel-díjat kapott, amelyet Metcsnyikovval is megosztott [174] .
Az 1950-es években Frank Macfarlane Burnet megfogalmazta a klonális szelekció elméletét az immunrendszerben [175] . Burnet szerint az immunválasz kiváltása az „én” (az egészséges test azon összetevői, amelyek nem váltanak ki immunválaszt) és az „idegen” (kórokozók és transzplantációk, amelyek aktiválják az immunválaszt) megkülönböztetésén alapul [176]. . Burnet elméletét tovább módosították a fő hisztokompatibilitási komplexumra és annak a kétlépéses T-sejt aktiválásban való részvételére vonatkozó új eredményekkel összhangban [177] .
Tematikus oldalak | |
---|---|
Szótárak és enciklopédiák | |
Bibliográfiai katalógusokban |
|
Az emberi szervrendszerek | |
---|---|