معلومة

11.2: الدفاعات الكيميائية - علم الأحياء

11.2: الدفاعات الكيميائية - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

المهارات اللازمة للتطوير

  • صف كيف توفر الإنزيمات في سوائل الجسم الحماية من العدوى أو المرض
  • قائمة ووصف وظيفة الببتيدات المضادة للميكروبات ، والمكونات التكميلية ، والسيتوكينات ، وبروتينات المرحلة الحادة
  • وصف أوجه التشابه والاختلاف بين المسارات التكميلية الكلاسيكية والبديلة والمتحركة

بالإضافة إلى الدفاعات الجسدية ، يستخدم الجهاز المناعي الفطري غير النوعي عددًا من الوسطاء الكيميائيون الذين يثبطون الغزاة الميكروبيين. يشمل مصطلح "الوسطاء الكيميائيون" مجموعة واسعة من المواد الموجودة في سوائل وأنسجة الجسم المختلفة في جميع أنحاء الجسم. قد يعمل الوسطاء الكيميائيون بمفردهم أو بالاشتراك مع بعضهم البعض لمنع الاستعمار الجرثومي والعدوى.

يتم إنتاج بعض الوسطاء الكيميائيون داخليًا ، أي يتم إنتاجهم بواسطة خلايا جسم الإنسان ؛ يتم إنتاج البعض الآخر خارجيًا ، مما يعني أنه يتم إنتاجه بواسطة ميكروبات معينة تشكل جزءًا من الميكروبيوم. يتم إنتاج بعض الوسطاء باستمرار ، مما يغمر المنطقة بالمواد المضادة للميكروبات ؛ يتم إنتاج أو تنشيط البعض الآخر في المقام الأول استجابة لبعض التحفيز ، مثل وجود الميكروبات.

الوسطاء الكيميائيون والإنزيميون الموجودون في سوائل الجسم

تشمل السوائل التي ينتجها الجلد أمثلة على الوسطاء الداخليين والخارجيين. تفرز الغدد الدهنية الموجودة في الأدمة زيتًا يسمى الزهم الذي يتم إطلاقه على سطح الجلد من خلال بصيلات الشعر. هذا الدهن هو وسيط داخلي ، يوفر طبقة إضافية من الدفاع عن طريق المساعدة في سد مسام بصيلات الشعر ، ومنع البكتيريا الموجودة على سطح الجلد من غزو الغدد العرقية والأنسجة المحيطة (الشكل ( فهرس الصفحة {1} )). أعضاء معينة من الميكروبيوم ، مثل البكتيريا حب الشباب بروبيونيباكتيريوم والفطر ملاسيزية، من بين أمور أخرى ، يمكن استخدام إنزيمات الليباز لتحطيم الزهم ، واستخدامها كمصدر للغذاء. ينتج عن هذا حمض الأوليك ، الذي يخلق بيئة حمضية خفيفة على سطح الجلد غير مضياف للعديد من الميكروبات المسببة للأمراض. حمض الأوليك هو مثال على وسيط ينتج خارجيًا لأنه ينتج عن طريق الميكروبات المقيمة وليس بواسطة خلايا الجسم مباشرة.

الشكل ( PageIndex {1} ): تفرز الغدد الدهنية الزهم ، وهو وسيط كيميائي يعمل على تليين الجلد وحمايته من الميكروبات الغازية. يعتبر الزهم أيضًا مصدرًا غذائيًا للميكروبات المقيمة التي تنتج حمض الأوليك ، وهو وسيط ينتج خارجيًا. (صورة مجهرية: صورة مجهرية مقدمة من Regents of University of Michigan Medical School © 2012)

يمكن أن يكون للعوامل البيئية التي تؤثر على ميكروبيوتا الجلد تأثير مباشر على إنتاج الوسطاء الكيميائيين. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي انخفاض الرطوبة أو انخفاض إنتاج الدهون إلى جعل الجلد أقل ملاءمة للميكروبات التي تنتج حمض الأوليك ، مما يجعل الجلد أكثر عرضة لمسببات الأمراض التي تثبطها عادةً انخفاض درجة الحموضة في الجلد. تم تصميم العديد من مرطبات البشرة لمواجهة هذه الآثار من خلال استعادة الرطوبة والزيوت الأساسية للبشرة.

ينتج الجهاز الهضمي أيضًا عددًا كبيرًا من الوسائط الكيميائية التي تمنع أو تقتل الميكروبات. يحتوي اللعاب في تجويف الفم على وسطاء مثل إنزيمات اللاكتوبيروكسيديز ، ويحتوي المخاط الذي يفرزه المريء على إنزيم الليزوزيم المضاد للبكتيريا. في المعدة ، يقتل سائل المعدة شديد الحموضة معظم الميكروبات. في الجهاز الهضمي السفلي ، تحتوي الأمعاء على إنزيمات البنكرياس والأمعاء ، والببتيدات المضادة للبكتيريا (الكريبتين) ، والصفراء المنتجة من الكبد ، وخلايا بانيث المتخصصة التي تنتج الليزوزيم. معًا ، هؤلاء الوسطاء قادرون على القضاء على معظم مسببات الأمراض التي تنجح في البقاء على قيد الحياة في البيئة الحمضية للمعدة.

في المسالك البولية ، يطرد البول الميكروبات من الجسم أثناء التبول. علاوة على ذلك ، فإن الحموضة الطفيفة للبول (متوسط ​​درجة الحموضة حوالي 6) تمنع نمو العديد من الميكروبات ومسببات الأمراض المحتملة في المسالك البولية.

يستخدم الجهاز التناسلي الأنثوي اللاكتات ، وهو وسيط كيميائي منتج خارجيًا ، لمنع نمو الميكروبات. تنتج الخلايا وطبقات الأنسجة المكونة للمهبل الجليكوجين ، وهو بوليمر متفرع وأكثر تعقيدًا من الجلوكوز. العصيات اللبنية في المنطقة تخمر الجليكوجين لإنتاج اللاكتات ، وتخفض درجة الحموضة في المهبل وتثبط الجراثيم العابرة ، ومسببات الأمراض الانتهازية مثل الكانديدا (خميرة مرتبطة بالتهابات المهبل) ، ومسببات الأمراض الأخرى المسؤولة عن الأمراض المنقولة جنسياً.

تحتوي الدموع في العيون على الوسطاء الكيميائيين الليزوزيم واللاكتوفيرين ، وكلاهما قادر على القضاء على الميكروبات التي وجدت طريقها إلى سطح العين. يشق الليزوزيم الرابطة بين NAG و NAM في الببتيدوغليكان ، وهو أحد مكونات جدار الخلية في البكتيريا. إنه أكثر فعالية ضد البكتيريا موجبة الجرام ، والتي تفتقر إلى الغشاء الخارجي الواقي المرتبط بالبكتيريا سالبة الجرام. يمنع اللاكتوفيرين نمو الميكروبات عن طريق ربط الحديد وعزله كيميائياً. يؤدي هذا فعليًا إلى تجويع العديد من الميكروبات التي تتطلب الحديد للنمو.

في الأذنين ، يُظهر شمع الأذن (شمع الأذن) خواصًا مضادة للميكروبات نظرًا لوجود الأحماض الدهنية التي تخفض درجة الحموضة إلى ما بين 3 و 5.

يستخدم الجهاز التنفسي وسطاء كيميائيين مختلفين في الممرات الأنفية والقصبة الهوائية والرئتين. يحتوي المخاط الناتج في الممرات الأنفية على مزيج من الجزيئات المضادة للميكروبات مماثلة لتلك الموجودة في الدموع واللعاب (على سبيل المثال ، الليزوزيم ، اللاكتوفيرين ، اللاكتوبيروكسيديز). تحتوي الإفرازات في القصبة الهوائية والرئتين أيضًا على الليزوزيم واللاكتوفيرين ، بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من الوسائط الكيميائية الإضافية ، مثل مركب البروتين الدهني الذي يسمى الفاعل بالسطح ، والذي له خصائص مضادة للبكتيريا.

تمرين ( PageIndex {1} )

  1. اشرح الفرق بين الوسطاء الداخليين والخارجيين
  2. صف كيف يؤثر الأس الهيدروجيني على الدفاعات المضادة للميكروبات

الببتيدات المضادة للميكروبات (AMPs) هي فئة خاصة من الوسطاء المشتق من الخلايا غير النوعية مع خصائص مضادة للميكروبات واسعة الطيف. يتم إنتاج بعض AMP بشكل روتيني من قبل الجسم ، في حين يتم إنتاج البعض الآخر بشكل أساسي (أو إنتاجه بكميات أكبر) استجابة لوجود مسببات الأمراض الغازية. بدأ البحث في استكشاف كيفية استخدام AMPs في تشخيص المرض وعلاجه.

قد تحفز AMPs تلف الخلايا في الكائنات الحية الدقيقة بعدة طرق ، بما في ذلك عن طريق إلحاق الضرر بالأغشية ، أو تدمير DNA و RNA ، أو التدخل في تخليق جدار الخلية. اعتمادًا على آلية مضادات الميكروبات المحددة ، قد يمنع AMP معين مجموعات معينة فقط من الميكروبات (على سبيل المثال ، البكتيريا موجبة الجرام أو سالبة الجرام) أو قد يكون أكثر فاعلية على نطاق واسع ضد البكتيريا والفطريات والأوليات والفيروسات. تم العثور على العديد من AMPs على الجلد ، ولكن يمكن العثور عليها أيضًا في مناطق أخرى من الجسم.

يمكن إنتاج عائلة من AMPs تسمى defensins بواسطة الخلايا الظهارية في جميع أنحاء الجسم وكذلك عن طريق الدفاعات الخلوية مثل البلاعم والعدلات (انظر الدفاعات الخلوية). يمكن إفراز الديفينسين أو العمل داخل الخلايا المضيفة ؛ يقاتلون الكائنات الحية الدقيقة عن طريق إتلاف أغشية البلازما الخاصة بهم. يتم إنتاج AMPs المسماة بكتريوسينات بشكل خارجي بواسطة أعضاء معينين من الجراثيم المقيمة داخل الجهاز الهضمي. غالبًا ما يتم نقل ترميز الجينات لهذه الأنواع من AMPs على البلازميدات ويمكن أن تنتقل بين الأنواع المختلفة داخل الكائنات الحية الدقيقة المقيمة من خلال نقل الجينات الأفقي أو الجانبي.

هناك العديد من AMPs الأخرى في جميع أنحاء الجسم. يتم تلخيص خصائص عدد قليل من AMPs الأكثر أهمية في Table ( PageIndex {1} ).

الجدول ( PageIndex {1} ):خصائص مجموعة مختارة من الببتيدات المضادة للميكروبات (AMPs)
AMPيفرزهاموقع الجسمتمنع مسببات الأمراضطريقة عمل
البكتريوسيناتالميكروبات المقيمةالجهاز الهضميبكتيريايعطل الغشاء
كاثليسيدينالخلايا الظهارية والضامة وأنواع الخلايا الأخرىجلدالبكتيريا والفطرياتيعطل الغشاء
ديفينسينالخلايا الظهارية ، الضامة ، العدلاتفي كل الجسدالفطريات والبكتيريا والعديد من الفيروساتيعطل الغشاء
ديرميسيدينالغدد العرقيةجلدالبكتيريا والفطرياتيعطل سلامة الغشاء والقنوات الأيونية
الهستاتينالغدد اللعابيةتجويف الفمالفطرياتيعطل الوظيفة داخل الخلايا

تمرين ( PageIndex {2} )

لماذا تعتبر الببتيدات المضادة للميكروبات (AMPs) دفاعات غير محددة؟

تم العثور على العديد من العوامل المناعية الفطرية غير النوعية في البلازما ، الجزء السائل من الدم. تحتوي البلازما على إلكتروليتات وسكريات ودهون وبروتينات ، كل منها يساعد في الحفاظ على التوازن (أي استقرار وظائف الجسم الداخلية) ، ويحتوي على البروتينات التي تشارك في تخثر الدم. البروتينات الإضافية الموجودة في بلازما الدم ، مثل بروتينات المرحلة الحادة ، والبروتينات التكميلية ، والسيتوكينات ، تشارك في الاستجابة المناعية الفطرية غير النوعية.

مصل البلازما ضد الماء

هناك مصطلحان للجزء السائل من الدم: البلازما والمصل. كيف يختلفون إذا كانوا سائلين ويفتقرون إلى الخلايا؟ الجزء السائل من الدم المتبقي بعد حدوث تجلط الدم (تخثر خلايا الدم) هو المصل. على الرغم من أن جزيئات مثل العديد من الفيتامينات ، والإلكتروليتات ، وبعض السكريات ، والبروتينات التكميلية ، والأجسام المضادة لا تزال موجودة في مصل الدم ، فإن عوامل التخثر تكون مستنفدة إلى حد كبير. على العكس من ذلك ، لا تزال البلازما تحتوي على جميع عناصر التخثر. للحصول على البلازما من الدم ، يجب استخدام مضادات التخثر لمنع التجلط. تشمل أمثلة مضادات التخثر الهيبارين وإيثيلين ديامين حمض تتراسيتيك (EDTA). نظرًا لأنه يتم تثبيط التجلط ، بمجرد الحصول على العينة ، يجب تدوير العينة برفق في جهاز طرد مركزي. تشكل خلايا الدم الأثقل والأكثر كثافة حبيبة في الجزء السفلي من أنبوب الطرد المركزي ، بينما يبقى جزء البلازما السائلة ، وهو أخف وزنًا وأقل كثافة ، فوق حبيبات الخلية.

بروتينات المرحلة الحادة

تعد بروتينات المرحلة الحادة فئة أخرى من وسطاء مضادات الميكروبات. يتم إنتاج بروتينات المرحلة الحادة بشكل أساسي في الكبد وإفرازها في الدم استجابةً للجزيئات الالتهابية من جهاز المناعة. تشمل أمثلة بروتينات المرحلة الحادة البروتين التفاعلي C ، وأميلويد مصل الدم ، والفيريتين ، والترانسفيرين ، والفيبرينوجين ، والليكتين المرتبط بالمانوز. كل من هذه البروتينات له بنية كيميائية مختلفة ويثبط أو يدمر الميكروبات بطريقة ما (Table ( PageIndex {1} )).

الجدول ( PageIndex {2} ): بعض بروتينات المرحلة الحادة ووظائفها

بعض بروتينات المرحلة الحادة ووظائفها
بروتين سي التفاعليتغلف البكتيريا (طهارة) ، وتهيئها للابتلاع عن طريق البالعات
مصل أميلويد أ
فيريتينربط الحديد وعزله ، وبالتالي منع نمو مسببات الأمراض
ترانسفيرين
الفبرينوجينيشارك في تكوين جلطات الدم التي تحبس مسببات الأمراض البكتيرية
لكتين مانوز ملزمينشط تتالي تكملة

النظام التكميلي

النظام التكميلي عبارة عن مجموعة من وسطاء بروتين البلازما التي يمكن أن تكون بمثابة دفاع فطري غير محدد بينما تعمل أيضًا على ربط المناعة الفطرية والتكيفية (تمت مناقشتها في الفصل التالي). يتكون النظام المتمم من أكثر من 30 بروتينًا (بما في ذلك C1 إلى C9) والتي تنتشر عادة كبروتينات سليفة في الدم. يتم تنشيط هذه البروتينات الأولية عندما يتم تحفيزها أو تحفيزها بواسطة مجموعة متنوعة من العوامل ، بما في ذلك وجود الكائنات الحية الدقيقة. تعتبر البروتينات المكملة جزءًا من المناعة الفطرية غير النوعية لأنها موجودة دائمًا في الدم وسوائل الأنسجة ، مما يسمح بتنشيطها بسرعة. أيضًا ، عند تنشيطها من خلال المسار البديل (الموصوف لاحقًا في هذا القسم) ، تستهدف البروتينات المكملة مسببات الأمراض بطريقة غير محددة.

تسمى العملية التي تصبح بواسطتها السلائف التكميلية المتداولة وظيفية التنشيط التكميلي. هذه العملية عبارة عن سلسلة يمكن تشغيلها بواحدة من ثلاث آليات مختلفة ، تُعرف بالمسارات البديلة والكلاسيكية واللقائية.

يبدأ المسار البديل من خلال التنشيط التلقائي للبروتين التكميلي C3. ينتج التحلل المائي لـ C3 منتجين ، C3a و C3b. عندما لا توجد ميكروبات غازية ، يتحلل C3b بسرعة كبيرة في تفاعل التحلل المائي باستخدام الماء في الدم. ومع ذلك ، إذا كانت الميكروبات الغازية موجودة ، فإن C3b تلتصق بسطح هذه الميكروبات. بمجرد إرفاقه ، سيقوم C3b بتجنيد بروتينات مكملة أخرى في سلسلة (الشكل ( PageIndex {2} )).

يوفر المسار الكلاسيكي آلية أكثر فاعلية لتنشيط التتالي التكميلي ، لكنه يعتمد على إنتاج الأجسام المضادة بواسطة دفاعات المناعة التكيفية المحددة. لبدء المسار الكلاسيكي ، يجب أن يرتبط الجسم المضاد أولاً بالعامل الممرض ليشكل مركبًا مضادًا - مستضد. هذا ينشط البروتين الأول في السلسلة التكميلية ، مجمع C1. مجمع C1 عبارة عن مركب بروتيني متعدد الأجزاء ، ويشارك كل مكون في التنشيط الكامل للمجمع الكلي. بعد تجنيد وتفعيل مجمع C1 ، يتم تجنيد البروتينات التكميلية للمسار الكلاسيكي المتبقية وتنشيطها في تسلسل متتالي (الشكل ( PageIndex {2} )).

يتشابه مسار تنشيط الليكتين مع المسار الكلاسيكي ، ولكن يتم تشغيله عن طريق ارتباط الليكتين المرتبط بالمانوز ، وهو بروتين في المرحلة الحادة ، بالكربوهيدرات الموجودة على السطح الميكروبي. مثل بروتينات المرحلة الحادة الأخرى ، يتم إنتاج الليكتينات بواسطة خلايا الكبد وعادة ما يتم تنظيمها استجابة للإشارات الالتهابية التي يتلقاها الجسم أثناء الإصابة (الشكل ( PageIndex {2} )).

الشكل ( PageIndex {2} ): مسارات التنشيط التكميلية الثلاثة لها مشغلات مختلفة ، كما هو موضح هنا ، ولكن جميعها تؤدي إلى تنشيط البروتين التكميلي C3 ، الذي ينتج C3a و C3b. يرتبط الأخير بسطح الخلية المستهدفة ثم يعمل مع بروتينات مكملة أخرى لتشق C5 في C5a و C5b. يرتبط C5b أيضًا بسطح الخلية ثم يجند C6 إلى C9 ؛ تشكل هذه الجزيئات هيكلًا حلقيًا يسمى مجمع هجوم الغشاء (MAC) ، والذي يخترق غشاء الخلية لمسببات الأمراض الغازية ، مما يؤدي إلى تضخمها وانفجارها.

على الرغم من بدء كل مسار تنشيط مكمل بطريقة مختلفة ، إلا أنها توفر جميعها نفس النتائج الوقائية: التظليل ، والالتهاب ، والانجذاب الكيميائي ، والانحلال الخلوي. يشير مصطلح opsonization إلى طلاء العامل الممرض بمادة كيميائية (تسمى opsonin) تسمح للخلايا البلعمية بالتعرف عليها وابتلاعها وتدميرها بسهولة أكبر. تتضمن Opsonins من السلسلة التكميلية C1q و C3b و C4b. تشمل الأوبسونينات المهمة الإضافية البروتينات والأجسام المضادة المرتبطة بالمانوز. الشظايا المتممة C3a و C5a عبارة عن توكسينات ذات توصيف جيد مع وظائف التهابية قوية. تعمل Anaphylatoxins على تنشيط الخلايا البدينة ، مما يؤدي إلى تحلل الحبيبات وإطلاق إشارات كيميائية التهابية ، بما في ذلك الوسائط التي تسبب توسع الأوعية وزيادة نفاذية الأوعية الدموية. C5a هي أيضًا واحدة من أقوى الجاذبات الكيميائية للعدلات وخلايا الدم البيضاء الأخرى ، الدفاعات الخلوية التي سيتم مناقشتها في القسم التالي.

تتجمع البروتينات التكميلية C6 و C7 و C8 و C9 في مجمع هجوم الغشاء (MAC) ، مما يسمح لـ C9 بالبلمرة في مسام في أغشية البكتيريا سالبة الجرام. تسمح هذه المسام للماء والأيونات والجزيئات الأخرى بالتحرك بحرية داخل وخارج الخلايا المستهدفة ، مما يؤدي في النهاية إلى تحلل الخلايا وموت العامل الممرض (الشكل ( فهرس الصفحة {2} )). ومع ذلك ، فإن MAC فعالة فقط ضد البكتيريا سالبة الجرام ؛ لا يمكن أن تخترق الطبقة السميكة من الببتيدوغليكان المرتبطة بجدران الخلايا من البكتيريا موجبة الجرام. نظرًا لأن MAC لا تشكل تهديدًا مميتًا لمسببات الأمراض البكتيرية إيجابية الجرام ، فإن التظليل بوساطة التكميل هو أكثر أهمية للتخلص منها.

السيتوكينات

السيتوكينات هي بروتينات قابلة للذوبان تعمل كإشارات اتصال بين الخلايا. في استجابة مناعية فطرية غير محددة ، يمكن إطلاق السيتوكينات المختلفة لتحفيز إنتاج الوسطاء الكيميائي أو وظائف الخلية الأخرى ، مثل تكاثر الخلايا ، وتمايز الخلايا ، وتثبيط انقسام الخلايا ، والاستماتة ، والتركيز الكيميائي.

عندما يرتبط السيتوكين بمستقبلاته المستهدفة ، يمكن أن يختلف التأثير بشكل كبير اعتمادًا على نوع السيتوكين ونوع الخلية أو المستقبل الذي يرتبط به. يمكن وصف وظيفة السيتوكين المعين بأنها أوتوكرين أو باراكرين أو غدد صماء (الشكل ( PageIndex {3} )). في وظيفة الأوتوكرين ، نفس الخلية التي تطلق السيتوكين هي متلقي الإشارة ؛ بمعنى آخر ، وظيفة الأوتوكرين هي شكل من أشكال التحفيز الذاتي للخلية. في المقابل ، تتضمن وظيفة الباراكرين إطلاق السيتوكينات من خلية إلى خلايا أخرى قريبة ، مما يحفز بعض الاستجابة من الخلايا المتلقية. أخيرًا ، تحدث وظيفة الغدد الصماء عندما تطلق الخلايا السيتوكينات في مجرى الدم ليتم نقلها إلى الخلايا المستهدفة على مسافة أبعد.

الشكل ( PageIndex {3} ): تصف تصرفات الأوتوكرين والباراكرين والغدد الصماء الخلايا التي تستهدفها السيتوكينات وإلى أي مدى يجب أن تنتقل السيتوكينات للارتباط بمستقبلات الخلايا المستهدفة المقصودة.

ثلاث فئات مهمة من السيتوكينات هي الإنترلوكينات والكيموكينات والإنترفيرون. كان يُعتقد في الأصل أن الإنترلوكينات تنتج فقط عن طريق الكريات البيض (خلايا الدم البيضاء) وتحفز الكريات البيض فقط ، وبالتالي أسباب تسميتها. على الرغم من أن الإنترلوكينات تشارك في تعديل كل وظيفة تقريبًا من وظائف الجهاز المناعي ، إلا أن دورها في الجسم لا يقتصر على المناعة. يتم إنتاج الإنترلوكينات أيضًا بواسطة وتحفيز مجموعة متنوعة من الخلايا غير المرتبطة بالدفاعات المناعية.

الكيموكينات هي عوامل كيميائية تجند الكريات البيض إلى مواقع العدوى وتلف الأنسجة والالتهاب. على النقيض من العوامل الكيميائية العامة ، مثل العامل التكميلي C5a ، فإن الكيموكينات تكون محددة جدًا في المجموعات الفرعية من الكريات البيض التي تقوم بتجنيدها.

الإنترفيرون هي مجموعة متنوعة من جزيئات الإشارات المناعية وهي مهمة بشكل خاص في دفاعنا ضد الفيروسات. يتم إنتاج وإطلاق الإنترفيرون من النوع الأول (مضاد للفيروسات ألفا وإنترفيرون بيتا) بواسطة الخلايا المصابة بالفيروس. تحفز هذه الإنترفيرونات الخلايا المجاورة لوقف إنتاج الرنا المرسال ، وتدمير الحمض النووي الريبي المنتج بالفعل ، وتقليل تخليق البروتين. هذه التغييرات الخلوية تمنع تكاثر الفيروس وإنتاج الفيروس الناضج ، مما يبطئ انتشار الفيروس. يحفز الإنترفيرون من النوع الأول أيضًا العديد من الخلايا المناعية المشاركة في إزالة الفيروس لمهاجمة الخلايا المصابة بالفيروس بشكل أكثر قوة. النوع الثاني مضاد للفيروسات (interferon-γ) هو منشط مهم للخلايا المناعية (الشكل ( PageIndex {4} )).

الشكل ( PageIndex {4} ): الإنترفيرون عبارة عن سيتوكينات تفرزها خلية مصابة بفيروس. يشير إنترفيرون ألفا وإنترفيرون بيتا إلى الخلايا المجاورة غير المصابة لمنع تخليق الرنا المرسال ، وتدمير الحمض النووي الريبي ، وتقليل تخليق البروتين (السهم العلوي). يعزز إنترفيرون ألفا وإنترفيرون بيتا أيضًا موت الخلايا المبرمج في الخلايا المصابة بالفيروس (السهم الأوسط). يحذر Interferon-الخلايا المناعية المجاورة لهجوم (السهم السفلي). على الرغم من أن الإنترفيرون لا تعالج الخلية التي تطلقها أو الخلايا المصابة الأخرى ، والتي ستموت قريبًا ، فإن إطلاقها قد يمنع خلايا إضافية من الإصابة ، وبالتالي إيقاف العدوى.

وسطاء التسبب في الالتهاب

يساهم العديد من الوسطاء الكيميائيين الذين تمت مناقشتهم في هذا القسم بطريقة ما في حدوث الالتهاب والحمى ، وهي استجابات مناعية غير محددة تمت مناقشتها بمزيد من التفصيل في الالتهاب والحمى. تحفز السيتوكينات إنتاج بروتينات المرحلة الحادة مثل البروتين التفاعلي C والكتين المرتبط بالمانوز في الكبد. تعمل بروتينات المرحلة الحادة هذه بمثابة opsonins ، حيث تنشط السلاسل التكميلية عبر مسار الليكتين.

تربط بعض السيتوكينات أيضًا الخلايا البدينة والخلايا القاعدية ، مما يحفزها على إطلاق الهيستامين ، وهو مركب مُسبب للالتهاب. تم العثور على مستقبلات الهيستامين في مجموعة متنوعة من الخلايا وتتوسط الأحداث المسببة للالتهابات ، مثل تضيق القصبات (شد الشعب الهوائية) وتقلص العضلات الملساء.

بالإضافة إلى الهيستامين ، قد تطلق الخلايا البدينة وسطاء كيميائيين آخرين ، مثل الليكوترين. Leukotrienes عبارة عن وسطاء مُسبب للالتهاب قائم على الدهون يتم إنتاجه من عملية التمثيل الغذائي لحمض الأراكيدونيك في غشاء الخلية في الكريات البيض وخلايا الأنسجة. بالمقارنة مع التأثيرات المسببة للالتهاب للهيستامين ، فإن تأثيرات الليكوترين أقوى وأطول أمداً. يمكن أن تحفز هذه الوسطاء الكيميائيون معًا السعال والقيء والإسهال ، والتي تعمل على طرد مسببات الأمراض من الجسم.

تحفز بعض السيتوكينات أيضًا إنتاج البروستاجلاندين ، وهي وسائط كيميائية تعزز التأثيرات الالتهابية للكينين والهيستامين. يمكن أن يساعد البروستاجلاندين أيضًا في رفع درجة حرارة الجسم ، مما يؤدي إلى الإصابة بالحمى ، مما يعزز نشاط خلايا الدم البيضاء ويمنع نمو الميكروبات المسببة للأمراض بشكل طفيف (انظر الالتهاب والحمى).

وسيط التهابي آخر ، براديكينين ، يساهم في الوذمة ، والتي تحدث عندما تتسرب السوائل والكريات البيض من مجرى الدم إلى الأنسجة. يرتبط بالمستقبلات الموجودة على الخلايا في جدران الشعيرات الدموية ، مما يتسبب في تمدد الشعيرات الدموية وتصبح أكثر نفاذية للسوائل.

تمرين ( PageIndex {3} )

  1. ما الذي تشترك فيه مسارات التنشيط الثلاثة المكملة؟
  2. اشرح إشارات الأوتوكرين والباراكرين والغدد الصماء.
  3. قم بتسمية وسطاء مهمين لإثارة الالتهاب.

الجزء 2

للتخفيف من انقباض مجرى الهواء ، تعالج أنجيلا على الفور بمضادات الهيستامين والكورتيكوستيرويدات من خلال جهاز الاستنشاق ، ثم تتم مراقبتها لفترة من الوقت. على الرغم من أن حالتها لا تسوء ، لا يبدو أن الأدوية تخفف من حالتها. تم إدخالها إلى المستشفى لمزيد من المراقبة والاختبار والعلاج.

بعد الدخول ، يجري الطبيب اختبار الحساسية لمحاولة تحديد ما إذا كان هناك شيء ما في بيئتها قد يؤدي إلى حدوث استجابة التهابية تحسسية. يأمر الطبيب بتحليل الدم للتحقق من مستويات السيتوكينات المعينة. يتم أيضًا أخذ عينة من البلغم وإرسالها إلى المختبر من أجل التلوين الجرثومي ، والزراعة ، والتعرف على مسببات الأمراض التي يمكن أن تسبب العدوى.

تمرين ( PageIndex {4} )

  1. ما هي جوانب الجهاز المناعي الفطري التي يمكن أن تساهم في انقباض مجرى الهواء لدى أنجيلا؟
  2. لماذا عولجت أنجيلا بمضادات الهيستامين؟
  3. لماذا قد يهتم الطبيب بمستويات السيتوكينات في دم أنجيلا؟

يقدم الجدول ( PageIndex {3} ) ملخصًا للدفاعات الكيميائية التي تمت مناقشتها في هذا القسم.

الجدول ( PageIndex {3} ): الدفاعات الكيميائية للمناعة الفطرية غير النوعية

دفاعأمثلةوظيفة
الكيماويات والإنزيمات في سوائل الجسمالزهم من الغدد الدهنيةيوفر حاجز زيتي يحمي مسام بصيلات الشعر من مسببات الأمراض
حمض الأوليك من الزهم وميكروبات الجلديخفض درجة الحموضة لمنع مسببات الأمراض
الليزوزيم في الإفرازاتيقتل البكتيريا بمهاجمة جدار الخلية
حمض في المعدة والبول والمهبليمنع البكتيريا أو يقتلها
الإنزيمات الهضمية والصفراءقتل البكتيريا
اللاكتوفيرين والترانسفيرينربط الحديد وعزله ، مما يعوق نمو البكتيريا
الفاعل بالسطح في الرئتينيقتل البكتيريا
الببتيدات المضادة للميكروباتالديفينسين ، البكتريوسينات ، الديرميسيدين ، الكاثليسيدين ، الهستاتينات ،قتل البكتيريا عن طريق مهاجمة الأغشية أو التدخل في وظائف الخلايا
وسطاء بروتين البلازمابروتينات المرحلة الحادة (بروتين سي التفاعلي ، أميلويد مصل الدم ، وفيريتين ، وفيبرينوجين ، وترانسفيرين ، وليكتين رابط للمانوز)تمنع نمو البكتيريا وتساعد في محاصرة وقتل البكتيريا
يكمل C3b و C4bOpsonization من مسببات الأمراض لمساعدة البلعمة
استكمل C5aجاذب كيميائي للبالعات
يكمل C3a و C5aAnaphylatoxins المنشطة للالتهابات
السيتوكيناتإنترلوكينزتحفيز وتعديل معظم وظائف جهاز المناعة
كيموكينيستجنيد خلايا الدم البيضاء في المنطقة المصابة
الإنترفيرونتنبيه الخلايا للعدوى الفيروسية ، وتحفيز موت الخلايا المبرمج للخلايا المصابة بالفيروس ، وتحفيز الدفاعات المضادة للفيروسات في الخلايا المصابة والقريبة غير المصابة ، وتحفيز الخلايا المناعية لمهاجمة الخلايا المصابة بالفيروس
وسطاء إثارة الالتهابالهستامينيعزز توسع الأوعية ، وتضيق الشعب الهوائية ، وتقلص العضلات الملساء ، وزيادة الإفراز وإنتاج المخاط
الليكوترينتعزيز الالتهاب. أقوى وأطول أمداً من الهيستامين
البروستاجلاندينتعزيز الالتهاب والحمى
براديكينينيزيد من توسع الأوعية ونفاذية الأوعية الدموية ، مما يؤدي إلى الوذمة

المفاهيم الأساسية والملخص

  • كثير الوسطاء الكيميائيون أنتجت داخليا وخارجيا تظهر وظائف غير محددة المضادة للميكروبات.
  • توجد العديد من الوسائط الكيميائية في سوائل الجسم مثل الزهم واللعاب والمخاط وسوائل المعدة والأمعاء والبول والدموع والصملاخ وإفرازات المهبل.
  • الببتيدات المضادة للميكروبات (AMPs) الموجودة على الجلد وفي مناطق أخرى من الجسم يتم إنتاجها بشكل كبير استجابة لوجود مسببات الأمراض. وتشمل هذه الديرمسيدين ، والكاثيليسيدين ، والديفينسين ، والهستاتين ، والبكتريوسينات.
  • بلازما يحتوي على بروتينات مختلفة تعمل كوسيط كيميائي ، بما في ذلك بروتينات المرحلة الحادة, تكملة البروتينات، و السيتوكينات.
  • ال نظام كامل يتضمن العديد من البروتينات الأولية التي تدور في البلازما. يتم تنشيط هذه البروتينات في تسلسل متتالي في وجود الميكروبات ، مما يؤدي إلى طين من مسببات الأمراض ، وجذب الكريات البيض الكيميائي ، وتحريض الالتهاب ، وانحلال الخلايا من خلال تكوين مجمع هجوم الغشاء (MAC).
  • السيتوكينات هي بروتينات تسهل استجابات مختلفة غير محددة من قبل الخلايا المناعية الفطرية ، بما في ذلك إنتاج وسطاء كيميائيين آخرين ، وتكاثر الخلايا ، وموت الخلايا ، والتمايز.
  • تلعب السيتوكينات دورًا رئيسيًا في الاستجابة الالتهابية ، مما يؤدي إلى إنتاج وسطاء يثيرون الالتهاب مثل بروتينات المرحلة الحادة ، الهيستامين، الليكوترين ، البروستاجلاندين، و براديكينين.

متعدد الخيارات

أي مما يلي يعمل كإشارات كيميائية بين الخلايا ويحفز نطاقًا واسعًا من الدفاعات غير المحددة؟

أ. السيتوكينات
B. الببتيدات المضادة للميكروبات
تكملة البروتينات
الأجسام المضادة D.

أ

البكتريوسينات و defensins هي أنواع أي مما يلي؟

A. leukotrienes
السيتوكينات B.
C. وسطاء إثارة الالتهاب
د الببتيدات المضادة للميكروبات

د

أي من الوسائط الكيميائية التالية يُفرز على سطح الجلد؟

A. شمع شمعي
بكتيريا الزهم
ج- حمض المعدة
البروستاجلاندين

ب

تحديد مسار التنشيط التكميلي الذي يتم تشغيله عن طريق ارتباط بروتين المرحلة الحادة بمسببات الأمراض.

أ. الكلاسيكية
بديل
C. يكتين
D. الكاثليسيدين

ج

الهستامين ، الليكوترين ، البروستاجلاندين ، والبراديكينين هي أمثلة على أي مما يلي؟

توجد الوسطاء الكيميائيون بشكل أساسي في الجهاز الهضمي
الوسطاء الكيميائيون الذين يعززون الالتهاب
C. الببتيدات المضادة للميكروبات الموجودة على الجلد
D. مكمل البروتينات التي تشكل MAC

ب

املاء الفراغ

________ هي ببتيدات مضادة للميكروبات ينتجها أعضاء من الجراثيم الطبيعية.

البكتيريا

________ هو الجزء السائل لعينة الدم التي تم سحبها في وجود مركب مضاد للتخثر.

بلازما

تُعرف العملية التي يتم من خلالها سحب الخلايا أو جذبها إلى منطقة بواسطة الميكروب الغازي باسم ________.

انجذاب كيميائي

اجابة قصيرة

التمييز بين طرق التنشيط الرئيسية للشلالات التكميلية الكلاسيكية والبديلة والمحاضرة.

ما هي النتائج الوقائية الأربع لتفعيل المكمل؟

مساهم

  • نينا باركر (جامعة شيناندواه) ومارك شنيغورت (جامعة ولاية ويتشيتا) وآنه-هيو ثي تو (جامعة ولاية جورجيا الجنوبية الغربية) وفيليب ليستر (كلية وسط نيو مكسيكو المجتمعية) وبريان إم فورستر (جامعة سانت جوزيف) مع العديد المؤلفين المساهمين. المحتوى الأصلي عبر Openstax (CC BY 4.0 ؛ الوصول مجانًا على https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction)


شاهد الفيديو: الأنسجة الطلائية. الفصل الأول المحاظرة الثالثة. مدرس علاء حسين الميالي (شهر فبراير 2023).