معلومة

15.4Q: المناعة الفطرية - علم الأحياء

15.4Q: المناعة الفطرية - 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.

تعتمد قدرة الكائن متعدد الخلايا على الدفاع عن نفسه ضد غزو مسببات الأمراض (البكتيريا والفطريات والفيروسات وما إلى ذلك) على قدرته على زيادة الاستجابات المناعية. يقدم هذا الجدول بعض السمات المميزة لكل نوع من أنواع المناعة.

المناعة الفطريةحصانة التكيفية
يتعرف الممرض عن طريق المستقبلات المشفرة في السلالة الجرثوميةتم التعرف على العامل الممرض بواسطة المستقبلات المتولدة بشكل عشوائي
تتمتع المستقبلات بخصوصية واسعة ، أي التعرف على العديد من الهياكل الجزيئية ذات الصلة والتي تسمى PAMPs (صآثوجين-أssociated مأولي صatterns)المستقبلات لها خصوصية ضيقة للغاية ؛ أي التعرف على حاتمة معينة
PAMPs ضرورية السكريات و عديد النوكليوتيدات التي تختلف قليلاً من عامل ممرض إلى آخر ولكنها غير موجودة في المضيف.معظم الحواتم مشتقة من بولي ببتيدات (البروتينات) وتعكس خصوصية العامل الممرض.
المستقبلات هي PRRs (صأتيرن صالمعرفة صمستقبلات)المستقبلات في الفقاريات الفكية هي خلية ب (BCR) والخلية التائية (TCR) مستقبلات المستضد
استجابة فوريةاستجابة بطيئة (3-5 أيام) (بسبب الحاجة إلى تطوير استنساخ الخلايا المستجيبة)
ذاكرة قليلة أو معدومة للتعرض المسبقذاكرة التعرض المسبق
يحدث في جميع metazoansيصيب الفقاريات فقط

خلايا الجهاز المناعي الفطري

تشارك أنواع مختلفة من الخلايا في المناعة الفطرية. القاسم المشترك بينهم جميعًا هو أن المستقبلات التي يتعرفون من خلالها على مسببات الأمراض محدودة في خصوصيتها. هذا على النقيض من الخلايا البائية والخلايا التائية للجهاز المناعي التكيفي التي تولد المستقبلات - BCRs و TCRs على التوالي - والتي هي محددة بشكل رائع للعامل الممرض. اللاعبين:

  • العديد من الخلايا المحببة في الدم والأنسجة
    • العدلات
    • الحمضات
    • الخلايا القاعدية والخلايا البدينة
  • وحيدات والضامة
  • الخلايا الجذعية
  • الخلايا اللمفاوية الفطرية (ILCs). هذه هي الخلايا التي تشبه الخلايا الليمفاوية ولكنها لا تحتوي على مستقبلات المستضد الموجودة في الخلايا الليمفاوية البائية (BCRs) والخلايا اللمفاوية التائية (TCRs). وهي تشمل الخلايا القاتلة الطبيعية السامة للخلايا (NK) والعديد من المجموعات الفرعية من الخلايا غير السامة للخلايا (ILC1 ، ILC2 ، ILC3 ، إلخ) لكل منها نمط خاص به من إفراز السيتوكين والأهداف المفضلة.

الأنماط الجزيئية المرتبطة بمسببات الأمراض (PAMPs)

تمتلك مسببات الأمراض ، وخاصة البكتيريا ، هياكل جزيئية لا يتم مشاركتها مع مضيفها وتتشاركها العديد من مسببات الأمراض ذات الصلة. هم ثابتون نسبيا. أي لا تتطور بسرعة (على النقيض ، على سبيل المثال ، لجزيئات مسببة للأمراض مثل الهيماجلوتينين والنيورامينيداز لفيروسات الإنفلونزا).

أمثلة:

  • سوط الأسواط البكتيرية
  • الببتيدوغليكان للبكتيريا موجبة الجرام
  • ال عديد السكاريد الدهني (LPS، وتسمى أيضا الذيفان الداخلي) من البكتيريا سالبة الجرام
  • مزدوج الحمض النووي الريبي تقطعت بهم السبل. (تحتوي بعض فيروسات النباتات والحيوانات على جينوم الرنا المزدوج الجديلة dsRNA. والعديد من الفيروسات الأخرى لكل من النباتات والحيوانات لها جينوم RNA يتم تحويله في الخلية المضيفة إلى dsRNA لفترة وجيزة).
  • DNA غير ميثيل (تحتوي حقيقيات النوى على عدد مرات أكثر من السيتوزينات ، في ثنائي النوكليوتيد CpG ، مع مجموعات الميثيل المرفقة).

مستقبلات التعرف على الأنماط (PRRs)

هناك ثلاث مجموعات:

  1. تفرز الجزيئات التي تنتشر في الدم واللمف ؛
  2. المستقبلات السطحية على الخلايا البلعمية مثل الضامة التي تربط العامل الممرض للابتلاع ؛
  3. مستقبلات سطح الخلية التي تربط العامل الممرض بإطلاق إشارة تؤدي إلى إطلاق جزيئات المستجيب (السيتوكينات).

سرّ PRRs

مثال: البروتينات المنتشرة (على سبيل المثال ، البروتين التفاعلي C) التي ترتبط بـ PAMPs على سطح العديد من مسببات الأمراض. يؤدي هذا التفاعل إلى إطلاق السلسلة التكميلية المؤدية إلى طمس العامل الممرض والبلعمة السريعة.

مستقبلات البلعمة

تحتوي البلاعم على مستقبلات سطح الخلية التي تتعرف على بعض PAMPs ، على سبيل المثال ، تلك التي تحتوي على مانوز. عندما يرتبط أحد مسببات الأمراض المغطى بعديد السكاريد مع مانوز عند أطرافه بهذه ، فإنه يبتلع في بلعم.

المستقبلات المتشابهة (TLRs)

تحتوي البلاعم ، والخلايا التغصنية ، والخلايا الظهارية على مجموعة من مستقبلات الغشاء التي تتعرف على أنواع مختلفة من PAMPs. وتسمى هذه المستقبلات الشبيهة بـ Toll-like (TLRs) بسبب تناظرها مع المستقبلات التي تم اكتشافها لأول مرة وتسميتها في ذبابة الفاكهة. تحتوي الثدييات على 12 TLRs مختلفة ، كل منها متخصص - غالبًا بمساعدة جزيئات ملحقة - في مجموعة فرعية من PAMPs. وبهذه الطريقة ، تحدد المستقبلات TLRs طبيعة العامل الممرض وتقوم بتشغيل استجابة المستجيب المناسبة للتعامل معه. هذه الإشارات المتتالية تؤدي إلى التعبير عن مختلف جينات السيتوكين. أمثلة:

  • TLR-1: يشكل مغاير مع TLR-2 على سطح الخلية والذي يرتبط بببتيدوغليكان للبكتيريا إيجابية الجرام مثل المكورات العقدية والمكورات العنقودية.
  • TLR-2: مع TLR-1 ، يربط مكونات جدار الخلية للبكتيريا موجبة الجرام.
  • TLR-3: يرتبط بـ RNA مزدوج الشريطة للفيروسات المغمورة في الإندوسومات.
  • TLR-4: يتم تنشيطه بواسطة عديدات السكاريد الدهنية (السموم الداخلية) في الغشاء الخارجي للبكتيريا سالبة الجرام مثل السالمونيلا و بكتريا قولونية O157: H7
  • TLR-5: يرتبط بـ جلد من البكتيريا المتحركة مثل الليستريا.
  • TLR-6: يشكل مغاير مع TLR-2 ويستجيب للببتيدوغليكان وبعض البروتينات الدهنية.
  • TLR-7 و TLR-8: قم بتكوين مغاير مغاير يرتبط بجينومات الحمض النووي الريبي أحادي الشريطة (ssRNA) لفيروسات مثل الأنفلونزا والحصبة والنكاف التي ابتُلعت في الإندوسومات.
  • TLR-9: يرتبط بـ الأمم المتحدةCpG الميثيل للحمض النووي للبكتيريا التي غُمرت في الإندوسومات. (غالبًا ما تحتوي السيتوزينات في ثنائي النوكليوتيدات CpG للمضيف على مجموعات ميثيل مرتبطة).
  • TLR-11:في الفئران ، يربط البروتينات التي يتم التعبير عنها بواسطة العديد من الكائنات الأولية المعدية (Apicomplexa) وكذلك ، مثل TLR-5 ، بالسوط. لا يمتلك البشر TLR-11.

في جميع هذه الحالات ، يؤدي ارتباط العامل الممرض بـ TLR إلى بدء مسار إشارات يؤدي إلى تنشيط NF-B. يعمل عامل النسخ هذا على تشغيل العديد من جينات السيتوكينات مثل تلك الخاصة بعامل نخر الورم ألفا (TNF-α) وإنترلوكين 1 (IL-1) والكيموكينات التي تجذب خلايا الدم البيضاء إلى الموقع. كل هذه الجزيئات المؤثرة تؤدي إلى إشعال في الموقع. وحتى قبل حدوث هذه الأحداث المتأخرة ، فإن ارتباط البكتيريا موجبة الجرام بـ TLR-2 والبكتيريا سالبة الجرام بـ TLR-4 يعزز البلعمة واندماج البلعمة مع الجسيمات الحالة.

يمكن أن تؤدي المناعة الفطرية إلى تحفيز المناعة التكيفية

يمكن أن يحدث هذا بعدة طرق:

البلاعم و الخلايا الجذعية هي خلايا بلعمية وهي مسؤولة أيضًا عن "تقديم" المستضدات إلى الخلايا التائية لبدء استجابات مناعية تكيفية بوساطة الخلايا والأجسام المضادة.

  • يتم إرجاع الأجزاء المهضومة من العامل الممرض المبتلع إلى سطح الخلية الموجود في تجويف جزيئات التوافق النسيجي من الفئة الثانية.
  • النسخ الجيني الذي يتم تشغيله عن طريق تفاعل PAMPs و TLRs يسبب جزيئات عبر الغشاء تسمى ب 7 لتظهر على سطح الخلية.
  • تحتوي الخلايا التائية على مستقبلات B7 تسمى CD28.
  • الربط المتزامن لـ
    • CD28 إلى B7 و
    • معقد المستضد / الفئة الثانية لـ TCRs الخاصة به
  • ينشط الخلية التائية.
  • هذا يؤدي إلى تكرار الانقسامات الانقسامية الحيوانات المستنسخة من CD4+ الخلايا التائية التي يمكنها تنفيذ الاستجابات المناعية الخلوية و / أو تحفيز الخلايا البائية على إفراز الأجسام المضادة ذات النوعية المناسبة

تبتلع الخلايا المتغصنة أيضًا المستضدات الذاتية ، على سبيل المثال ، خلايا الجسم التي ماتت بسبب موت الخلايا المبرمج ، ولكن نظرًا لعدم وجود PAMPs المرتبطة بها ، فلا توجد إشارة ثانية لتنشيط الخلايا التائية.

تم تشغيل تفاعل PAMPs و TLRs الخلايا الجذعية يسبب لهم إفراز السيتوكينات ، بما في ذلك

  • انترلوكين 12 (IL-12) الذي يحفز إنتاج خلايا Th1
  • انترلوكين 23 (IL-23) الذي يحفز إنتاج خلايا Th17
  • انترلوكين 6 (IL-6) ، والذي يتعارض مع قدرة تنظيمي الخلايا التائية لقمع استجابات المستجيب الخلايا التائية إلى مستضد. مزدوج السالب موجب.

الخلايا البائية هي أيضًا خلايا تقدم المستضد. يربطون المستضد مع BCRs ويبتلعونه في الجسيمات الحالة. ثم ينقلون الشظايا المهضومة إلى سطح الخلية المدمجة في جزيئات التوافق النسيجي من الفئة الثانية تمامًا كما تفعل الخلايا الضامة والخلايا التغصنية. تحتوي الخلايا البائية أيضًا على TLRs. عندما يربط PAMP مثل LPS TLR ، فإنه يعزز استجابة الخلية B للمستضد.

من المعروف منذ سنوات عديدة أنه لكي تكون اللقاحات فعالة ، يجب ألا يحتوي المستحضر على المستضد فحسب ، بل يجب أن يحتوي أيضًا على مواد تسمى المواد المساعدة. تحتوي العديد من المواد المساعدة على PAMPs ، كما أن تحفيزها للجهاز المناعي الفطري يعزز استجابة الجهاز المناعي التكيفي للمستضد الموجود في اللقاح. مسببات الأمراض المغلفة بشظايا من البروتين التكميلي C3 لا يتم طمسها من أجل البلعمة فحسب ، بل ترتبط أيضًا بقوة أكبر بالخلايا البائية التي ربطت العامل الممرض من خلال BCR. يتيح هذا التأثير التآزري إنتاج الجسم المضاد بجرعات أقل بكثير من المستضد المطلوب. يشعر بعض العمال ، في الواقع ، أن المناعة التكيفية غير ممكنة بدون مساعدة آليات المناعة الفطرية.

الببتيدات المضادة للميكروبات

بالإضافة إلى مسببات الأمراض الفطرية لديهم-التعرف على الأنظمة والفقاريات (بما في ذلك أنفسنا) واللافقاريات (على سبيل المثال ، ذبابة الفاكهة) ، وحتى النباتات والفطريات تفرز الببتيدات المضادة للميكروبات التي تحميهم من غزو البكتيريا ومسببات الأمراض الأخرى. في الواقع ، ربما تستفيد جميع الكائنات متعددة الخلايا من هذا الشكل من مناعة فطرية. بالنسبة للبشر ، فإن الببتيدات المضادة للميكروبات التي تمت دراستها بشكل أفضل هي ديفينسينسو hepcidin و كاثليسيدينز

ديفينسين

جميع الأسطح الظهارية لدينا

  • جلد
  • بطانة الجهاز الهضمي
  • بطانة المسالك البولية التناسلية
  • بطانة الممرات الأنفية والرئتين

محمية بواسطة defensins.

  • تفرز الخلايا الظهارية بعض مركبات الديفينسين ؛ البعض الآخر بواسطة خلايا Th17 والعدلات.
  • يتم إفراز بعضها في كل وقت ؛ البعض الآخر فقط ردا على هجوم من قبل مسببات الأمراض. (في بعض الحالات ، يتم تشغيل جيناتهم بواسطة TLRs المفعلة).
  • يتم تصنيعها من سلائف أكبر مشفرًا جينيًا
  • قطع لإنتاج الببتيد النشط.
  • يتراوح طولها من 25 إلى 45 من الأحماض الأمينية.
  • في البشر ، تحتوي على 6 سيستين غير متغيرة تشكل 3 روابط ثاني كبريتيد تساعد في إنتاج بنية ثانوية تتكون من 3 خيوط من المضاد المتوازي ورقة بيتا.
  • يهاجمون السطح الخارجي للغشاء الخلوي المحيط بالعامل الممرض ويحدثون في النهاية ثقوبًا مميتة فيه. (على عكس حقيقيات النوى ، تحمل الفسفوليبيدات في الغشاء الخارجي للبكتيريا فائضًا من الشحنات السالبة ، ومن المحتمل أن تمكنها الشحنات الموجبة الموجودة على الديفينسين من اختراق الأغشية البكتيرية مع تجنيب الأغشية المضيفة.)

من الغريب أن بعض مركبات الديفينسين (β-defensin) تؤثر أيضًا على لون المعطف (في الكلاب والفئران) وبطرق أخرى تحاكي تأثيرات الهرمون المنبه للخلايا الصباغية (MSH).

هيبسيدين

Hepcidin هو ببتيد من 25 حمض أميني له بنية ثانوية (ورقة بيتا) مثل تلك الموجودة في defensins. يفرزه الكبد ويتحكم في مستوى الحديد في الدم و ECF عن طريق تنظيم إطلاقه من المخازن داخل الخلايا. يزداد إفراز الهيبسيدين استجابة لغزو مسببات الأمراض (الفطريات والبكتيريا). كثير من هؤلاء يحتاجون إلى الحديد بسبب ضراوتهم ومن خلال منع إطلاق الحديد في الدم ، يحرمهم الهيبسيدين من هذا العامل الأساسي.

كاثليسيدين

أشهر الكاثليسيدين البشري هو LL37 ، وهو ببتيد مكون من 37 حمضًا أمينيًا تم تصنيعه بواسطة الضامة ، والعدلات ، والخلايا الشحمية ، والخلايا الظهارية (التي توفر الحماية المضادة للميكروبات لبشرتنا وبطانة المسالك البولية). على عكس الدفاعات ، فإن هيكلها الثانوي هو ألفا الحلزون.

مثل defensins ، يمكن تشغيل جين LL37 بواسطة TLRs المنشط. في البلاعم ، على سبيل المثال ، يعزز تخليق الكاثليسيدين داخل الخلية قتل البكتيريا المبتلعة مثل المتفطرة السلية ، عامل مرض السل. يتطلب تنشيط جين الكاثليسيدين وجود الشكل النشط من فيتامين د (1،25 [OH]2 فيتامين د3). هذا قد يفسر:

  • لماذا الأشخاص الذين يعانون من نقص فيتامين د أكثر عرضة للإصابة بالسل ؛
  • الأساس الفسيولوجي لممارسة تعريض المرضى لأشعة الشمس في مصحات السل (قبل أيام المضادات الحيوية).

الببتيدات المضادة للميكروبات والجهاز الهضمي

محتويات الجهاز الهضمي (خاصة القولون) مليئة بالبكتيريا. لكن معظمها لا يسبب أي مشكلة بفضل مجموعة متنوعة من الدفاعات. من بينها حاجز الببتيدات المضادة للميكروبات الموجودة من الفم إلى فتحة الشرج.

  • تتم حماية ظهارة الفم واللسان بطبقة من الببتيدات المضادة للميكروبات بالإضافة إلى تلك التي تفرز في اللعاب.
  • المعدة محمية أيضًا بواسطة الببتيدات المضادة للميكروبات (مقطوعة بواسطة بيبسين من سلائف أكبر) وكذلك من خلال انخفاض درجة الحموضة عصير المعدة.
  • يتم تحييد المحتويات السائلة التي تخرج من المعدة بسرعة بواسطة أيونات البيكربونات في سائل البنكرياس. ومع ذلك ، فإن أي بكتيريا نجت من الرحلة عبر المعدة (على سبيل المثال ، بكتريا قولونية يحتوي على مضخة بروتون تمكنه من تحمل الحمض القوي لعصير المعدة) يتم فحصه بواسطة الببتيدات المضادة للميكروبات التي يفرزها خلايا بانيث من الأمعاء الدقيقة. لذلك ، تحتوي محتويات الأمعاء الدقيقة عادةً على عدد قليل من الميكروبات.
  • ليس كذلك بالنسبة للأمعاء الغليظة (القولون). يدعم القولون عددًا هائلاً من السكان (> 1013) من الكائنات الحية الدقيقة ، ولكن نادرًا ما تغزو بطانةها بفضل
    • حاجز وقائي من الببتيدات المضادة للميكروبات وكذلك
    • الإجراءات الوقائية للتحفيز المستمر
      • TLR-2s بمقاومات إيجابية الجرام و
      • TLR-4s بمقاومات سالبة الجرام
  • المستقيم محمي أيضًا بحاجز ظهاري من الببتيدات المضادة للميكروبات.

نظام المناعة الفطري

ال نظام المناعة الفطري هي إحدى استراتيجيتي المناعة الرئيسيتين الموجودتين في الفقاريات (والأخرى هي جهاز المناعة التكيفي). نظام المناعة الفطري هو إستراتيجية دفاعية تطورية أقدم ، نسبيًا ، وهو استجابة الجهاز المناعي السائدة الموجودة في النباتات والفطريات والحشرات والكائنات البدائية متعددة الخلايا. [1]

تشمل الوظائف الرئيسية لجهاز المناعة الفطري للفقاريات ما يلي:

  • تجنيد الخلايا المناعية إلى مواقع العدوى من خلال إنتاج عوامل كيميائية ، بما في ذلك الوسطاء الكيميائيون المتخصصون الذين يطلق عليهم السيتوكينات
  • تفعيل الشلال التكميلي لتحديد البكتيريا وتنشيط الخلايا وتعزيز إزالة معقدات الأجسام المضادة أو الخلايا الميتة
  • التعرف على وإزالة المواد الغريبة الموجودة في الأعضاء والأنسجة والدم واللمف بواسطة خلايا الدم البيضاء المتخصصة
  • تنشيط جهاز المناعة التكيفي من خلال عملية تعرف باسم عرض المستضد
  • العمل كحاجز فيزيائي وكيميائي للعوامل المعدية من خلال التدابير الفيزيائية مثل الجلد أو لحاء الشجر والتدابير الكيميائية مثل عوامل التخثر في الدم أو النسغ من الشجرة ، والتي يتم إطلاقها بعد كدمة أو إصابة أخرى تخترق الحاجز المادي للخط الأول (يجب عدم الخلط بينه وبين الحاجز الفيزيائي أو الكيميائي من الخط الثاني ، مثل الحاجز الدموي الدماغي ، الذي يحمي الجهاز العصبي شديد الحساسية والحساسية من مسببات الأمراض التي تمكنت بالفعل من الوصول إلى جسم المضيف).

الاستجابة المناعية الفطرية المذهلة لعدوى فيروس الأنفلونزا أ

تظل فيروسات الإنفلونزا أ (IAVs) تهديدًا صحيًا رئيسيًا ومثالًا رئيسيًا على أهمية المناعة الفطرية. نما فهمنا للمناعة الفطرية لـ IAV بشكل كبير ، مما أسفر عن مفاهيم جديدة تغير الطريقة التي ننظر بها إلى المناعة الفطرية ككل. تشمل الأمثلة دور الجين p53 ، الالتهام الذاتي ، الرنا الميكروي ، الخلايا الليمفاوية الفطرية ، الخلايا البطانية والبكتيريا المعوية المتعايشة في المناعة الفطرية الرئوية. على الرغم من أن الاستجابة الفطرية مفيدة إلى حد كبير ، إلا أنها تساهم أيضًا في حدوث مضاعفات كبيرة لـ IAV ، بما في ذلك إصابة الرئة ، والعدوى البكتيرية الفائقة وتفاقم مرض الممرات الهوائية التفاعلية. بدأ البحث في تحديد مكونات الاستجابة الفطرية المفيدة أو الضارة. يستخدم IAV مكمله الوراثي المحدود لتحقيق أقصى تأثير. يتم تخصيص العديد من البروتينات الفيروسية لمكافحة الاستجابات الفطرية ، بينما تقوم البروتينات الهيكلية الفيروسية الأخرى أو بروتينات النسخ المتماثل بعدة مهام كمُعدِّلات مناعية مضيفة. العديد من البروتينات المناعية الفطرية المضيفة تقوم أيضًا بمهام متعددة ، ولها دور في دورة الخلية ، أو في بيولوجيا الرئة الطبيعية. نلخص العدد الكبير من الاكتشافات الجديدة ونحاول دمجها في الصورة الأكبر لكيفية تكيف البشر مع التهديد الذي يشكله هذا الفيروس الرائع. نستكشف كيف تقترح معرفتنا الموسعة طرقًا لتعديل الاستجابات الالتهابية المفيدة والضارة ، وتطوير علاجات جديدة.

الكلمات الدالة: Collectin LL-37 مضاد للفيروسات p53.


التصلب المناعي: نظرة عامة على مستوى الأنظمة لبيولوجيا الخلايا المناعية واستراتيجيات تحسين استجابات اللقاح

يساهم الإنزال المناعي في تقليل قدرة الجهاز المناعي على الاستجابة بفعالية للعدوى أو اللقاحات لدى كبار السن. إن المدى الكامل للتغيرات البيولوجية التي تؤدي إلى التورم المناعي غير معروف ، ولكن العديد من أنواع الخلايا المشاركة في المناعة الفطرية والتكيفية تظهر أنماطًا ظاهرية ووظيفة متغيرة نتيجة للشيخوخة. يتم التوسط في مظاهر التقلص المناعي على المستوى الخلوي عن طريق خلل التنظيم على المستوى الجيني ، والتغيرات في جميع أنحاء الجهاز المناعي ، بدورها ، تنتشر عن طريق العديد من التفاعلات الخلوية. تؤثر العوامل البيئية ، مثل التغذية ، أيضًا على تأثير كبير على جهاز المناعة أثناء الشيخوخة. في حين أن الآليات التي تحكم بداية التورم المناعي معقدة ، فإن مناهج بيولوجيا الأنظمة تسمح بتحديد المساهمات الفردية من كل مكون داخل النظام ككل. على الرغم من أنه لا يزال هناك الكثير لنتعلمه فيما يتعلق بالتوسع المناعي ، إلا أن الدراسات على مستوى الأنظمة لاستجابات اللقاح كانت مفيدة للغاية وستوجه تطوير لقاحات مرشحة جديدة ، وتركيبات مساعدة جديدة ، وأدوية علاج مناعي لتحسين استجابات اللقاح بين السكان المسنين.

الكلمات الدالة: العوامل المساعدة للشيخوخة المناعية أنظمة التحلل المناعي علم الأحياء علم اللقاحات.

حقوق النشر © 2019. تم النشر بواسطة Elsevier Inc.

بيان تضارب المصالح

الدكتور بولاند هو رئيس لجنة تقييم السلامة لتجارب اللقاحات التجريبية الجديدة التي تجريها مختبرات أبحاث ميرك. يقدم الدكتور بولندا نصائح استشارية بشأن تطوير اللقاحات لشركة Merck & amp Co. و Avianax و Adjuvance و Valneva و Medicago و Sanofi Pasteur و GlaxoSmithKline و Emergent Biosolutions. د. تمتلك بولندا و Ovsyannikova براءات اختراع تتعلق باللقاح المضاد للحصبة ولقاحات الحصبة الببتيدية. الدكتور كينيدي حاصل على براءة اختراع تتعلق بلقاحات الببتيد الوقس. تلقى الدكتور كينيدي تمويلًا بحثيًا من مختبرات ميرك للأبحاث لدراسة الاستجابة المناعية المتضائلة للقاح النكاف. تمت مراجعة هذه الأنشطة من قبل مجلس مراجعة تضارب المصالح في Mayo Clinic ويتم إجراؤها وفقًا لسياسات تضارب المصالح في Mayo Clinic. يعلن جميع المؤلفين الآخرين عدم وجود مصالح متنافسة.

الأرقام

الشكل 1 .. مجموعات الخلايا المناعية و ...

الشكل 1 .. مجموعات الخلايا المناعية وتأثيرات المناعة على الوظيفة الخلوية.


يعزز IRF1 الاستجابة المناعية الفطرية للعدوى الفيروسية من خلال تعزيز تنشيط IRF3

المناعة الفطرية هي وسيلة أساسية للخلايا المضيفة لمقاومة العدوى الفيروسية من خلال إنتاج الإنترفيرون (IFNs) والسيتوكينات المسببة للالتهابات. يلعب عامل الإنترفيرون التنظيمي 3 (IRF3) دورًا مهمًا في الاستجابة المناعية الفطرية للعدوى الفيروسية. ومع ذلك ، لا يزال دور IRF1 في المناعة الفطرية غير معروف إلى حد كبير. في هذه الدراسة ، وجدنا أن IRF1 يتم تنظيمه من خلال مسار إشارات IFN / JAK / STAT عند الإصابة الفيروسية. يعمل إسكات IRF1 على إضعاف الاستجابة المناعية الفطرية للعدوى الفيروسية. يتفاعل IRF1 مع IRF3 ويزيد من تنشيط IRF3 عن طريق منع التفاعل بين IRF3 والبروتين الفوسفاتيز 2A (PP2A). مجال ربط الحمض النووي (DBD) لـ IRF1 هو المجال الوظيفي الرئيسي لتفاعله مع IRF3. بشكل عام ، تكشف دراستنا عن آلية جديدة يقوم من خلالها IRF1 بتعزيز الاستجابة المناعية الفطرية للعدوى الفيروسية عن طريق تعزيز تنشيط IRF3 ، وبالتالي تثبيط العدوى الفيروسية.أهمية تنشيط المناعة الفطرية ضروري للخلايا المضيفة للحد من انتشار الفيروسات الغازية ومسببات الأمراض الأخرى. يلعب IRF3 دورًا مهمًا في الاستجابة المناعية الفطرية للعدوى الفيروسية للحمض النووي الريبي. ومع ذلك ، من غير الواضح ما إذا كان IRF1 يلعب دورًا في المناعة الفطرية. في هذه الدراسة ، أظهرنا أن IRF1 يعزز الاستجابة المناعية الفطرية للعدوى الفيروسية. يحدث IRF1 عن طريق عدوى فيروسية. والجدير بالذكر أن IRF1 يستهدف ويزيد فسفرة IRF3 عن طريق منع التفاعل بين IRF3 و PP2A ، مما يؤدي إلى زيادة تنظيم المناعة الفطرية. بشكل جماعي ، تقدم نتائج دراستنا نظرة ثاقبة جديدة حول الآلية التنظيمية لإشارات IFN وتكشف عن دور IRF1 في التنظيم الإيجابي للاستجابة المناعية الفطرية للعدوى الفيروسية.

الكلمات الدالة: IRF1 IRF3 PP2A فيروس الإنترفيرون المناعي الفطري.

حقوق النشر © 2020 الجمعية الأمريكية لعلم الأحياء الدقيقة.

الأرقام

يمكن أن يحدث IRF1 عن طريق العدوى الفيروسية بطريقة تعتمد على إشارات JAK / STAT. (أ…

يروج التعبير خارج الرحم لـ IRF1 ...

يعزز التعبير خارج الرحم لـ IRF1 الاستجابة المناعية الفطرية للعدوى الفيروسية و ...

إسكات IRF1 يثبط مضادات الفيروسات ...

إسكات IRF1 يثبط المناعة المضادة للفيروسات. (A و B) تم نقل خلايا Huh7 ...

IRF1 يعزز التعبير عن ...

يعزز IRF1 التعبير عن ISGs الناجم عن عدوى بولي (I · C) والفيروسية ولكن ...

يروج IRF1 لتفعيل ...

يعزز IRF1 تنشيط IRF3 عن طريق العدوى الفيروسية. (أ و ب) لوسيفراس ...

يتفاعل IRF1 مع IRF3. (أ)…

يتفاعل IRF1 مع IRF3. (أ) التوطين الخلوي الداخلي لـ IRF1 و IRF3 ...

IRF1 يعزز المناعة الفطرية ...

يعزز IRF1 الاستجابة المناعية الفطرية للعدوى الفيروسية عن طريق منع IRF3-PP2A ...

نموذج تخطيطي للترويج بوساطة IRF1 ...

نموذج تخطيطي للترويج بوساطة IRF1 للاستجابة المناعية الفطرية للعدوى الفيروسية. ...


ايرا ميلمان

إيرا ميلمان هو نائب رئيس قسم أبحاث الأورام في Genentech. إيرا هو عالم أحياء خلوي له اهتمام طويل الأمد بحركة الأغشية. مختبره مسؤول عن الملاحظات الرئيسية التي أدت إلى الاكتشاف الأولي للجسيمات الداخلية ، وآليات قطبية الخلايا الظهارية ، والأساس الخلوي لوظيفة الخلية المتغصنة. حتى عام 2007 ، كان Ira & # 8230 مواصلة القراءة


تكملة

يتم أيضًا تنشيط مجموعة من حوالي 20 نوعًا من البروتينات ، تسمى النظام التكميلي ، عن طريق العدوى أو نشاط خلايا الجهاز المناعي التكيفي ووظائفها لتدمير مسببات الأمراض خارج الخلية. تصنع خلايا الكبد والضامة أشكالًا غير نشطة من البروتينات التكميلية باستمرار ، وهذه البروتينات وفيرة في مصل الدم وقادرة على الاستجابة الفورية للكائنات الحية الدقيقة التي تصيب الكائنات الحية الدقيقة. سمي النظام التكميلي بهذا الاسم لأنه مكمل لجهاز المناعة الفطري والتكيفي. ترتبط البروتينات المكملة بأسطح الكائنات الحية الدقيقة وتنجذب بشكل خاص إلى مسببات الأمراض التي تم تمييزها بالفعل بواسطة جهاز المناعة التكيفي. يتضمن هذا & # 8220tagging & # 8221 ربط بروتينات معينة تسمى الأجسام المضادة (تمت مناقشتها بالتفصيل لاحقًا) بالعامل الممرض. عندما تلتصق ، تغير الأجسام المضادة شكلها وتوفر موقع ارتباط لأحد البروتينات التكميلية. بعد ارتباط عدد قليل من البروتينات التكميلية الأولى ، يتبع ذلك سلسلة من الارتباط في تسلسل محدد من البروتينات حيث يصبح العامل الممرض سريعًا مغلفًا بالبروتينات التكميلية.

تؤدي البروتينات المكملة عدة وظائف ، أحدها أن تكون بمثابة علامة للإشارة إلى وجود العامل الممرض للخلايا البلعمية وتعزيز الابتلاع. يمكن لبعض البروتينات التكميلية أن تتحد لفتح المسام في أغشية الخلايا الميكروبية وتسبب تحلل الخلايا.


33.1 الاستجابة المناعية الفطرية

في هذا القسم سوف تستكشف الأسئلة التالية:

  • ما هي أمثلة حواجز المناعة الفيزيائية والكيميائية؟
  • ما هي الاستجابات المناعية الفورية والمستحثة؟
  • ما هي الخلايا القاتلة الطبيعية وما دورها في المناعة؟
  • ما هي خصائص جزيئات الصنف الأول من التوافق النسيجي؟
  • كيف تعمل البروتينات في نظام مكمل لتدمير مسببات الأمراض خارج الخلية؟

اتصال لدورات AP ®

الكثير من المعلومات حول أنظمة الأعضاء المختلفة للحيوانات الفقارية ليس ضمن نطاق AP ®. ومع ذلك ، تم اختيار نظام المناعة للاستكشاف المتعمق لأن جميع الكائنات الحية ، بما في ذلك البشر ، يجب أن تحافظ على التوازن الديناميكي للبقاء على قيد الحياة في البيئات المتغيرة. حتى أبسط حقيقيات النوى متعددة الخلايا مثل الإسفنج والكائنات المجوفة طورت خلايا متخصصة في الدفاعات المناعية للحماية من اضطرابات التوازن. عناوين الأخبار تحذرنا من تفشي الأمراض ، بما في ذلك الإيبولا والحصبة والإنفلونزا والفيروسات التي تنقلها الحشرات مثل غرب النيل وشيكونغونيا ، والتي تنتشر بسرعة بين السكان ، وغالبًا ما يكون لها عواقب وخيمة. نسمع أيضًا عن ظهور إصابات جديدة ، خاصة تلك التي تسببها البكتيريا التي طورت مقاومة للمضادات الحيوية.

تتراوح أنظمة المناعة في الحيوانات من مجموعة فضفاضة من الخلايا البلعمية في الإسفنج إلى التفاعلات المعقدة للجزيئات والخلايا والأنسجة والأعضاء التي توفر المناعة في الثدييات. تبحث مكونات الجهاز المناعي باستمرار في الجسم عن علامات الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض والتي تسمى مسببات الأمراض. تعمل العوامل المناعية على تعبئة وتحديد طبيعة العامل الممرض وتقوية الخلايا والجزيئات المقابلة لمكافحة العدوى ، ثم إيقاف الاستجابة المناعية بعد إزالة العدوى لتجنب تلف الخلايا المضيفة غير الضروري. بسبب نظام الذاكرة القابل للبرمجة ، يمكن لجهاز المناعة أن يتذكر مسببات الأمراض ويبدأ استجابة أسرع عند إعادة التعرض. يمكن أن تكون الاستجابة المناعية فطرية أو تكيفية. تخزن الاستجابة المناعية التكيفية معلومات حول الإصابات السابقة وتحمل دفاعًا خاصًا بمسببات الأمراض. الاستجابة المناعية الفطرية موجودة دائمًا وتدافع ضد جميع مسببات الأمراض.

على الرغم من حواجز الجلد والدموع والمخاط ، قد تستمر مسببات الأمراض في دخول الجسم. يستجيب الجهاز المناعي الفطري للالتهاب وابتلاع العوامل الممرضة وإفراز عوامل المناعة والبروتينات. تشارك عدة أنواع من الخلايا في الجهاز المناعي الفطري ، بما في ذلك الخلايا البدينة التي تطلق الهيستامين (التي تسبب تلك الأعراض المزعجة المرتبطة بالحساسية ونزلات البرد) ، والضامة التي تستهلك مسببات الأمراض والخلايا السرطانية ، والخلايا القاتلة الطبيعية (NK) التي تدمر الخلايا السرطانية والفيروسات - الخلايا المصابة ، وأنواع عديدة من خلايا الدم البيضاء ، وحتى البروتينات الواقية مثل المكمل والإنترفيرون. ومع ذلك ، نعلم من التجربة أن هذه الحواجز يمكن أن تفشل. لحسن الحظ ، توفر الاستجابات المناعية التكيفية خط دفاع آخر أكثر تحديدًا.

المعلومات المقدمة والأمثلة الموضحة في القسم تدعم المفاهيم الموضحة في الفكرة الكبيرة 2 من إطار منهج علم الأحياء AP ®. توفر أهداف التعلم AP ® المدرجة في إطار المنهج الدراسي أساسًا شفافًا لدورة AP ® Biology ، وتجربة معملية قائمة على الاستفسار ، وأنشطة تعليمية ، وأسئلة اختبار AP ®. يدمج هدف التعلم المحتوى المطلوب مع واحد أو أكثر من الممارسات العلمية السبعة.

فكرة كبيرة 2 تستخدم النظم البيولوجية الطاقة المجانية ولبنات البناء الجزيئية للنمو والتكاثر والحفاظ على التوازن الديناميكي.
الفهم الدائم 2. د يتأثر النمو والتوازن الديناميكي للنظام البيولوجي بالتغيرات في بيئة النظام.
المعرفة الأساسية 2-د -4 تمتلك النباتات والحيوانات مجموعة متنوعة من الدفاعات الكيميائية ضد العدوى التي تؤثر على التوازن الديناميكي.
ممارسة العلوم 1.1 يمكن للطالب إنشاء تمثيلات ونماذج للظواهر والأنظمة الطبيعية أو من صنع الإنسان في المجال.
ممارسة العلوم 1.2 يمكن للطالب وصف تمثيلات ونماذج للظواهر والأنظمة الطبيعية أو التي من صنع الإنسان في المجال.
هدف التعلم 2.30 يمكن للطالب إنشاء تمثيلات أو نماذج لوصف الدفاعات المناعية غير المحددة في الحيوانات.

يتكون الجهاز المناعي من استجابات مناعية فطرية وتكيفية. مناعة فطرية يحدث بشكل طبيعي بسبب العوامل الوراثية أو علم وظائف الأعضاء ، ولا ينتج عن العدوى أو التطعيم ولكنه يعمل على تقليل عبء العمل على الاستجابة المناعية التكيفية. يتضمن كل من المستويات الفطرية والتكيفية للاستجابة المناعية بروتينات مُفرزة ، وإشارات بوساطة مستقبلات ، وتواصل معقد من خلية إلى أخرى. تطور نظام المناعة الفطري في وقت مبكر من تطور الحيوان ، منذ ما يقرب من مليار سنة ، كاستجابة أساسية للعدوى. تمتلك المناعة الفطرية عددًا محدودًا من الأهداف المحددة: أي تهديد مُمْرِض يؤدي إلى سلسلة متسقة من الأحداث التي يمكنها تحديد نوع العامل الممرض وإما إزالة العدوى بشكل مستقل أو تعبئة استجابة مناعية تكيفية عالية التخصص. على سبيل المثال ، تحتوي الدموع وإفرازات المخاط على عوامل مبيدات الميكروبات.

الحواجز الفيزيائية والكيميائية

قبل ظهور أي عوامل مناعية ، يعمل الجلد كحاجز مستمر وغير سالك لمسببات الأمراض المعدية. يتم قتل مسببات الأمراض أو تثبيط نشاطها على الجلد عن طريق الجفاف (الجفاف) وحموضة الجلد. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الكائنات الحية الدقيقة المفيدة التي تتعايش على الجلد تتنافس مع مسببات الأمراض الغازية ، مما يمنع العدوى. مناطق الجسم غير المحمية بالجلد (مثل العيون والأغشية المخاطية) لديها طرق بديلة للدفاع ، مثل الدموع وإفرازات المخاط التي تحبس مسببات الأمراض وتشطفها ، والأهداب في الممرات الأنفية والجهاز التنفسي التي تدفع الجسم. المخاط مع مسببات الأمراض خارج الجسم. توجد دفاعات أخرى في جميع أنحاء الجسم ، مثل انخفاض درجة الحموضة في المعدة (التي تمنع نمو مسببات الأمراض) ، وبروتينات الدم التي تربط أغشية الخلايا البكتيرية وتعطلها ، وعملية التبول (التي تطرد مسببات الأمراض من المسالك البولية).

على الرغم من هذه الحواجز ، قد تدخل مسببات الأمراض إلى الجسم من خلال السحجات أو الثقوب الجلدية ، أو عن طريق التجمع على الأسطح المخاطية بأعداد كبيرة تتغلب على المخاط أو الأهداب. طورت بعض مسببات الأمراض آليات محددة تسمح لها بالتغلب على الحواجز الفيزيائية والكيميائية. عندما تدخل مسببات الأمراض الجسم ، يستجيب الجهاز المناعي الفطري للالتهاب ، وابتلاع العوامل الممرضة ، وإفراز عوامل المناعة والبروتينات.

التعرف على العوامل الممرضة

قد تكون العدوى داخل الخلايا أو خارجها ، اعتمادًا على العامل الممرض. تصيب جميع الفيروسات الخلايا وتتكاثر داخل تلك الخلايا (داخل الخلايا) ، في حين أن البكتيريا والطفيليات الأخرى قد تتكاثر داخل الخلايا أو خارجها ، اعتمادًا على النوع. يجب أن يستجيب الجهاز المناعي الفطري وفقًا لذلك: عن طريق تحديد العامل الممرض خارج الخلية و / أو عن طريق تحديد الخلايا المضيفة المصابة بالفعل. عندما يدخل العامل الممرض إلى الجسم ، تكتشف الخلايا الموجودة في الدم واللمف المحدد الأنماط الجزيئية المرتبطة بمسببات الأمراض (PAMPs) على سطح العامل الممرض. PAMPs عبارة عن "توقيعات" كربوهيدرات وببتيد وحمض نووي يتم التعبير عنها بواسطة الفيروسات والبكتيريا والطفيليات ولكنها تختلف عن الجزيئات الموجودة في الخلايا المضيفة. يحتوي الجهاز المناعي على خلايا محددة ، موصوفة في الشكل 33.2 ومبينة في الشكل 33.3 ، مع مستقبلات تتعرف على هذه PAMPs. أ الضامة هي خلية بلعمية كبيرة تبتلع الجسيمات الغريبة ومسببات الأمراض. تتعرف البلاعم على PAMPs عبر مكمل مستقبلات التعرف على الأنماط (PRRs). PRRs هي جزيئات على البلاعم والخلايا التغصنية التي تكون على اتصال بالبيئة الخارجية. أ وحيدات هو نوع من خلايا الدم البيضاء التي تدور في الدم والليمفاوية وتتمايز إلى الضامة بعد أن تنتقل إلى الأنسجة المصابة. تربط الخلايا المتغصنة التوقيعات الجزيئية لمسببات الأمراض وتعزز غمر العوامل الممرضة وتدميرها. المستقبلات الشبيهة بالرصد (TLRs) هي نوع من PRR الذي يتعرف على الجزيئات التي تشترك فيها مسببات الأمراض ولكن يمكن تمييزها عن جزيئات المضيف). توجد المستقبلات TLRs في اللافقاريات وكذلك الفقاريات ، ويبدو أنها واحدة من أقدم مكونات جهاز المناعة. تم تحديد المستقبلات TLRs أيضًا في الجهاز العصبي للثدييات.

آثار إطلاق السيتوكين

يؤدي ارتباط PRRs مع PAMPs إلى إطلاق السيتوكينات ، والتي تشير إلى وجود العامل الممرض ويجب تدميره مع أي خلايا مصابة. أ السيتوكين هو رسول كيميائي ينظم تمايز الخلايا (الشكل والوظيفة) ، والتكاثر (الإنتاج) ، والتعبير الجيني للتأثير على الاستجابات المناعية. يوجد ما لا يقل عن 40 نوعًا من السيتوكينات في البشر تختلف من حيث نوع الخلية التي تنتجها ، ونوع الخلية التي تستجيب لها ، والتغييرات التي تنتجها. نوع واحد من السيتوكين ، الإنترفيرون ، موضح في الشكل 33.4.

فئة فرعية واحدة من السيتوكينات هي الإنترلوكين (IL) ، سميت بذلك لأنها تتوسط في التفاعلات بين الكريات البيض (خلايا الدم البيضاء). تشارك الإنترلوكينات في سد الاستجابات المناعية الفطرية والتكيفية. بالإضافة إلى إطلاقها من الخلايا بعد التعرف على PAMP ، يتم إطلاق السيتوكينات بواسطة الخلايا المصابة التي ترتبط بالخلايا القريبة غير المصابة وتحفز تلك الخلايا على إطلاق السيتوكينات ، مما يؤدي إلى انفجار السيتوكينات.

الفئة الثانية من السيتوكينات المبكرة المفعول هي الإنترفيرون ، التي تطلقها الخلايا المصابة كتحذير للخلايا القريبة غير المصابة. إحدى وظائف مضاد للفيروسات هو منع تكاثر الفيروس. لديهم أيضًا وظائف مهمة أخرى ، مثل مراقبة الورم. تعمل الإنترفيرون عن طريق إرسال إشارات إلى الخلايا المجاورة غير المصابة لتدمير الحمض النووي الريبي وتقليل تخليق البروتين ، والإشارة إلى الخلايا المصابة المجاورة للخضوع لموت الخلايا المبرمج (موت الخلايا المبرمج) ، وتنشيط الخلايا المناعية.

استجابة للإنترفيرون ، تغير الخلايا غير المصابة تعبيرها الجيني ، مما يزيد من مقاومة الخلايا للعدوى. أحد آثار التعبير الجيني الناجم عن الإنترفيرون هو انخفاض حاد في تخليق البروتين الخلوي. تنتج الخلايا المصابة بالفيروس المزيد من الفيروسات عن طريق تصنيع كميات كبيرة من البروتينات الفيروسية. وهكذا ، عن طريق الحد من تخليق البروتين ، تصبح الخلية مقاومة للعدوى الفيروسية.

البلعمة والالتهابات

أول السيتوكينات التي يتم إنتاجها هي محفزة للالتهابات أي أنها تشجع إشعال، الاحمرار الموضعي والتورم والحرارة والألم الناتج عن حركة الكريات البيض والسوائل من خلال الشعيرات الدموية القابلة للنفاذ بشكل متزايد إلى موقع الإصابة. يعتمد عدد الكريات البيض التي تصل إلى موقع الإصابة على طبيعة العامل الممرض المعدي. كل من الخلايا الضامة والخلايا المتغصنة تبتلع مسببات الأمراض والحطام الخلوي من خلال البلعمة. أ العدلة هو أيضا الكريات البيض البلعمية التي تبتلع وتهضم مسببات الأمراض. العدلات ، كما هو موضح في الشكل 33.3 ، هي أكثر الكريات البيض وفرة في جهاز المناعة. تحتوي العدلات على نواة تحتوي على فصين إلى خمسة فصوص ، وتحتوي على عضيات تسمى الجسيمات الحالة التي تهضم مسببات الأمراض المبتلعة. ان اليوزينيات هي كريات الدم البيضاء التي تعمل مع الحمضات الأخرى لتطويق الطفيلي وهي تشارك في الاستجابة التحسسية وفي الحماية ضد الديدان الطفيلية (الديدان الطفيلية).

العدلات والحمضات هي كريات الدم البيضاء المهمة بشكل خاص التي تبتلع مسببات الأمراض الكبيرة ، مثل البكتيريا والفطريات. أ الخلايا البدينة هي كريات الدم البيضاء التي تنتج جزيئات التهابية ، مثل الهيستامين ، استجابة لمسببات الأمراض الكبيرة. أ قاعدية هي كريات الدم البيضاء ، مثل العدلات ، تطلق مواد كيميائية لتحفيز الاستجابة الالتهابية كما هو موضح في الشكل 33.5. تشارك الخلايا القاعدية أيضًا في استجابات الحساسية وفرط الحساسية وتحفز أنواعًا معينة من الاستجابات الالتهابية. تنتج الحمضات والخلايا القاعدية وسطاء التهابات إضافية لتجنيد المزيد من الكريات البيض. غالبًا ما تتضمن الاستجابة المناعية شديدة الحساسية لمستضدات غير ضارة ، كما هو الحال في حبوب اللقاح ، إطلاق الهيستامين بواسطة الخلايا القاعدية والخلايا البدينة.

ترسل السيتوكينات أيضًا ردود فعل إلى خلايا الجهاز العصبي لإحداث الأعراض العامة للشعور بالمرض ، والتي تشمل الخمول وآلام العضلات والغثيان. قد تكون هذه التأثيرات قد تطورت لأن الأعراض تشجع الفرد على الراحة وتمنعه ​​من نشر العدوى للآخرين. تعمل السيتوكينات أيضًا على زيادة درجة حرارة الجسم الأساسية ، مما يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة ، مما يؤدي إلى حجب الكبد للحديد عن الدم. بدون الحديد ، بعض مسببات الأمراض ، مثل بعض البكتيريا ، غير قادرة على تكرار ما يسمى بالمناعة الغذائية.

ارتباط بالتعلم

شاهد مقطع الفيديو هذا الذي تبلغ مدته 23 ثانية والذي يظهر فيه العدلة التي تبحث عن جراثيم الفطريات وتبتلعها خلال فترة زمنية تقارب 79 دقيقة.

  1. تعمل العدلات على بلعمة مسببات الأمراض التي تغزو الجسم وتطلق الهيستامين الكيميائي الذي يتسبب في تدمير العوامل الممرضة وإزالتها من الجسم. هذا يمنع مسببات الأمراض من إنتاج مركبات سامة تضر الخلايا.
  2. تعمل العدلات على بلعمة مسببات الأمراض التي تغزو الجسم ، مما يؤدي إلى موتها وإزالتها من الجسم. هذا يمنع مسببات الأمراض من التكاثر أو إنتاج مركبات سامة تضر الخلايا البشرية.
  3. العدلات هي بلعمية وهي أول المستجيبين للعدوى. أنها تنتج كميات كبيرة من السيتوكينات ، التي تسبب تدمير العوامل الممرضة وإزالتها من الجسم.
  4. تنتج العدلات السيتوكينات التي تساعد البالعات على التعرف على المواد الغريبة التي تدمر وتزيل مسببات الأمراض من الجسم.

الخلايا القاتلة الطبيعية

الخلايا الليمفاوية هي كريات الدم البيضاء التي يمكن التعرف عليها من الناحية النسيجية من خلال نواتها الكبيرة ذات اللون الداكن ، فهي خلايا صغيرة تحتوي على القليل جدًا من السيتوبلازم ، كما هو موضح في الشكل 33.6. يتم التعرف على الخلايا المصابة وتدميرها بواسطة الخلايا القاتلة الطبيعية (NK)، الخلايا الليمفاوية التي يمكن أن تقتل الخلايا المصابة بالفيروسات أو الخلايا السرطانية (الخلايا غير الطبيعية التي تنقسم بشكل لا يمكن السيطرة عليه وتغزو الأنسجة الأخرى). تصنف الخلايا التائية والخلايا البائية للجهاز المناعي التكيفي أيضًا على أنها خلايا ليمفاوية. الخلايا التائية هي الخلايا الليمفاوية التي تنضج في الغدة الصعترية ، و الخلايا البائية هي الخلايا الليمفاوية التي تنضج في نخاع العظام. تحدد الخلايا القاتلة الطبيعية العدوى داخل الخلايا ، خاصة من الفيروسات ، عن طريق التعبير المعدَّل عن فئة التوافق النسيجي الرئيسية (MHC) 1 على سطح الخلايا المصابة. جزيئات MHC I عبارة عن بروتينات على أسطح جميع الخلايا ذات النواة ، وبالتالي فهي نادرة على خلايا الدم الحمراء والصفائح الدموية غير المنواة. وظيفة جزيئات معقد التوافق النسيجي الكبير هي عرض شظايا من البروتينات من العوامل المعدية داخل الخلية إلى الخلايا التائية السليمة التي سيتم تجاهلها ، بينما سيتعرض الجهاز المناعي للهجوم "غير الذاتية" أو البروتينات الأجنبية. توجد جزيئات معقد التوافق النسيجي الكبير II بشكل أساسي في الخلايا التي تحتوي على مستضدات ("بروتينات غير ذاتية") وعلى الخلايا الليمفاوية. جزيئات MHC II تتفاعل مع الخلايا التائية المساعدة لتحفيز الاستجابة المناعية المناسبة ، والتي قد تشمل الاستجابة الالتهابية.

عادة ما تكون الخلية المصابة (أو الخلية السرطانية) غير قادرة على تصنيع وعرض جزيئات معقد التوافق النسيجي الكبير بشكل مناسب. تنتج الموارد الأيضية للخلايا المصابة ببعض الفيروسات بروتينات تتداخل مع معالجة MHC I و / أو تهريبها إلى سطح الخلية. يختلف MHC I المختزل على الخلايا المضيفة من فيروس لآخر وينتج عن مثبطات نشطة تنتجها الفيروسات. يمكن أن تستنفد هذه العملية جزيئات MHC I المضيفة على سطح الخلية ، والتي تكتشفها الخلايا القاتلة الطبيعية على أنها "غير صحية" أو "غير طبيعية" أثناء البحث عن جزيئات MHC I الخلوية. وبالمثل ، فإن التعبير الجيني المتغير بشكل كبير للخلايا السرطانية يؤدي إلى التعبير عن جزيئات MHC I المشوهة للغاية أو الغائبة والتي تشير أيضًا إلى "غير صحية" أو "غير طبيعية".

تنشط الخلايا القاتلة الطبيعية دائمًا بالتفاعل مع جزيئات MHC I الطبيعية السليمة على الخلية السليمة وتعطيل تسلسل القتل ، وتتحرك الخلية القاتلة الطبيعية. بعد أن تكتشف الخلية القاتلة الطبيعية خلية مصابة أو ورمية ، يفرز السيتوبلازم حبيبات تتكون من بيرفورين، وهو بروتين مدمر يقوم بإنشاء مسام في الخلية المستهدفة. يتم إطلاق Granzymes مع perforin في المشبك المناعي. أ جرانزيم هو بروتياز يهضم البروتينات الخلوية ويحث الخلية المستهدفة على الخضوع لموت الخلية المبرمج أو موت الخلايا المبرمج. ثم تقوم الخلايا البلعمية بهضم حطام الخلية المتبقي وراءها. تقوم الخلايا القاتلة الطبيعية بدوريات في الجسم باستمرار وهي آلية فعالة للسيطرة على العدوى المحتملة ومنع تطور السرطان.

تكملة

مجموعة من حوالي 20 نوعًا من البروتينات القابلة للذوبان تسمى أ نظام كامل، وظائف لتدمير مسببات الأمراض خارج الخلية. تصنع خلايا الكبد والضامة البروتينات التكميلية باستمرار ، وهذه البروتينات وفيرة في مصل الدم وقادرة على الاستجابة الفورية للكائنات الحية الدقيقة المعدية. سمي النظام التكميلي بهذا الاسم لأنه مكمل لاستجابة الجسم المضاد لجهاز المناعة التكيفي. ترتبط البروتينات المكملة بأسطح الكائنات الحية الدقيقة وتنجذب بشكل خاص إلى مسببات الأمراض المرتبطة بالفعل بالأجسام المضادة. يحدث ارتباط البروتينات التكميلية في تسلسل محدد ومنظم للغاية ، حيث يتم تنشيط كل بروتين متتالي عن طريق الانقسام و / أو التغييرات الهيكلية التي تحدث عند ارتباط البروتين (البروتينات) السابق. بعد ارتباط عدد قليل من البروتينات التكميلية الأولى ، تتبع سلسلة من أحداث الارتباط المتسلسلة التي يصبح فيها العامل الممرض سريعًا مغلفًا ببروتينات مكملة.

تؤدي البروتينات المكملة وظائف عديدة. تعمل البروتينات كعلامة للإشارة إلى وجود العامل الممرض للخلايا البلعمية ، مثل البلاعم والخلايا البائية ، وتعزز الابتلاع وتسمى هذه العملية طين. يمكن لبعض البروتينات التكميلية أن تتحد لتشكل معقدات هجومية تفتح المسام في أغشية الخلايا الميكروبية. تدمر هذه الهياكل مسببات الأمراض عن طريق التسبب في تسرب محتوياتها ، كما هو موضح في الشكل 33.7.


15.4Q: المناعة الفطرية - علم الأحياء

الأعضاء المتورطة في المناعة الفطرية

  • العيون: الدموع تغسل مسببات الأمراض ولديها إنزيمات مبيد للجراثيم.
  • الجلد: يصعب على العامل الممرض اختراقه ، والعرق يخلق ظروف ملحية عالية ، وطبقة الزيت تجعل بيئة غير مضيافة.
  • المعدة: الحمض يقتل مسببات الأمراض ويعقم الطعام.
  • الأنف: يحبس المخاط مسببات الأمراض التي يتم ابتلاعها أو تفجيرها.
  • الفم: الميكروبات الطبيعية تمنع نمو مسببات الأمراض الانتهازية.
  • الرئتين: تحبس البطانة المخاطية للرئتين مسببات الأمراض والأهداب وتنقل الجزيئات إلى الحلق ويتم ابتلاعها.
  • الأمعاء الغليظة: البكتيريا الطبيعية تمنع نمو مسببات الأمراض الانتهازية.
  • الجهاز التناسلي: الظروف الحمضية والميكروبات الطبيعية.

تأثيرات المناعة الفطرية

  • سن
  • تغذية
  • وظائف الغدد الصماء: اضطرابات بما في ذلك مرض السكري وفرط نشاط الغدة الدرقية واختلال وظيفة الغدة الكظرية والتوتر.

آليات المناعة الفطرية

  • استجابة واسعة النطاق غير محددة.
  • لا توجد ذاكرة مناعية دائمة.
  • لديه مرونة وذخيرة محدودة.
  • الردود قديمة تطوريًا.

تقدم هذه الوحدة مفاهيم المناعة الفطرية وهي جهاز مناعي موروث غير محدد لمنع العدوى. يؤثر هذا النوع من المناعة على الأنواع والعرق والمستويات الفردية. قد يكون لنوع معين مناعة ضد العامل الممرض ولكن الأفراد أو الأجناس داخل النوع قد يكون لديهم استجابات محددة.

يتم عرض الآليات الأساسية المشاركة في المناعة الفطرية. وتشمل هذه الآليات: حواجز واستجابات تشريحية وفسيولوجية وبلعمية والتهابات. يستخدم الكائن الحي مجموعة من الاستجابات والمناعة الفطرية لا تحتفظ بذاكرة مناعية دائمة.

  • المفاهيم الأساسية للمناعة الفطرية.
  • الأنواع والعرق والمعايير الفردية للمناعة الفطرية.
  • تشارك أجهزة الجسم في المناعة الفطرية.
  • العوامل التي تؤثر على المناعة الفطرية.
  • آليات المناعة الفطرية.
  • الاستجابات المناعية الفطرية: تشريحية ، فسيولوجية ، بلعمية والتهابات.
  • صور ورسوم بيانية توضح العلاقة بين المناعة الفطرية والمناعة التكيفية.
  • خريطة مفاهيم توضح الترابط بين المفاهيم.
  • تقدم شرائح التعريف المصطلحات حسب الحاجة.
  • تم تقديم أمثلة طوال الوقت لتوضيح كيفية تطبيق المفاهيم.
  • يتم تقديم ملخص موجز في ختام البرنامج التعليمي.

يتكون جهاز المناعة من عمليتين: المناعة الفطرية والمناعة التكيفية.
المحددات التي تؤثر على المناعة الفطرية والوراثة والعوامل البيئية.
هناك أعضاء وأنظمة محددة تشارك في المناعة الفطرية التي يتم مشاركتها ضمن مجموعات محددة مثل الأنواع والأجناس وما إلى ذلك.
الأعضاء والأنظمة المشاركة في المناعة الفطرية: العيون والجلد والمعدة والأمعاء الغليظة والأنف والفم والرئتين والجهاز التناسلي.
تتفاعل الأنظمة لتكمل وظائف المناعة الفطرية لبعضها البعض ، على سبيل المثال المخاط في الأنف يحبس مسببات الأمراض والجزيئات التي تنتقل إلى المعدة حيث يتم تعقيمها.
يمكن اعتبار المناعة الفطرية على مستوى النوع أو العرق أو الفرد.

تشمل العوامل التي تؤثر على المناعة الفطرية: العمر ، والمستويات الهرمونية ، والتغذية ، والإجهاد.

شاهد جميع الدروس الـ 24 في علم الأحياء بالكلية ، بما في ذلك دروس المفاهيم والتدريبات على حل المشكلات وأوراق الغش:
علم نفسك علم الأحياء الدقيقة بصريا في 24 ساعة

© 2014 مركز التعلم السريع. الخصوصية | الصفحة الرئيسية | ترتيب | معاينة | مراجعة | حول | اتصل
بقاء الكيمياء ، بقاء الأحياء ، بقاء الفيزياء و
Mathematics Survival Publishing هي أقسام شركة Rapid Learning Inc.


تكامل بيانات الأبقار - المسار المعتمد على علم العظام وإعادة بناء الشبكة

في فبراير 2012 ، تم إصدار نسخة جديدة من InnateDB تضمنت دمج الجين البقري وتعليق المسار والتفاعل الجزيئي بالإضافة إلى البيانات الموجودة للإنسان والفأر. هذا الإصدار الجديد من المنصة الآن يسهل أيضًا نهج بيولوجيا الأنظمة للتحقيق في الاستجابة المناعية الفطرية في الأبقار ، وهو مهيأ لتعميق فهمنا لأمراض الأبقار المعدية المهمة المرتبطة بخسائر اقتصادية كبيرة (مثل السل البقري والتهاب الضرع) ، وكذلك تمكين مقارنات عبر الأنواع للمناعة الفطرية.

نظرًا لأن التفاعلات والمسارات البقري التي تم التحقق من صحتها تجريبياً غير موجودة فعليًا ، يستخدم InnateDB نهجًا قائمًا على تقويم العظام للتنبؤ بمسارات الأبقار والتفاعلات من البيانات البشرية بشكل أساسي. يجب أن يدرك المرء أن هذا النهج يؤدي إلى تمثيل إنساني وغير مكتمل في كثير من الأحيان للتفاعل البقري ، ولكن في حالة عدم وجود بيانات تجريبية واسعة النطاق ، فإنه يوفر على الأقل إطارًا لبيولوجيا الشبكة للبناء عليه وتوليد الفرضيات التي يمكن التحقق من صحتها تجريبيًا لاحقًا. InnateDB تم التحقق من صحتها تجريبياً والتفاعلات المتوقعة بشكل واضح. اعتبارًا من سبتمبر 2012 ، يحتوي InnateDB على & gt70.000 interologs بقري (تفاعلات تعتمد على تقويم العظام) تتضمن 10717 جينًا بقريًا. في كل حالة ، يمكن للمرء أن يرتبط مرة أخرى بالتفاعل البشري المتعامد لمراجعة الأدلة على التفاعل.

يستخدم الإصدار الأخير من InnateDB أيضًا تنبؤات تقويم العظام لنقل التعليقات التوضيحية لمسار الإنسان والفأر إلى جينات الأبقار في الوقت الفعلي. حاليًا ، يمكن تعيين شروح المسار إلى 7032 من جينات الأبقار عن طريق تقويم الجينات البشرية. والجدير بالذكر ، على الرغم من أن 70٪ فقط من جميع الجينات البشرية (14316 جينًا) لديها تقويم تقويم بقري متوقع ، ونسبة أعلى بشكل ملحوظ (85٪) من الجينات البشرية ذات التعليقات التوضيحية للمسار لها أخصائي تقويم بقري. يشير هذا الانتشار العالي للجينات المحفوظة بين الجينات المشروحة بالمسار إلى أن العديد من العمليات المرتبطة قد يتم الحفاظ عليها جيدًا.

لمزيد من فحص مدى ملاءمة نقل التعليقات التوضيحية القائمة على تقويم العظام على أساس كل مسار ، حددنا "معدل الحفظ" (سلبيات) لكل مسار ، يُعرَّف بأنه نسبة المشاركين في المسار في الكائن المصدر (الإنسان / الفأر) الذين لديهم نظير مفترض في الكائن المستهدف (البقرة) إلى العدد الإجمالي للمشاركين في الكائن المصدر. اعتبارًا من سبتمبر 2012 ، يحتوي InnateDB على 1536 مسارًا بشريًا مع خمسة أو أكثر من المشاركين في المسار ، 80٪ (1257 مسارًا) من هؤلاء لديهم معدل حفظ 0.8 أو أفضل. الرقم المقابل لمعدل الحفظ 0.7 هو 93٪ (1442 مسارًا). يبدو أن الانتشار الكبير للمسارات المحفوظة بشدة يبرر إلى حد كبير اتباع نهج قائم على تقويم العظام لاستنتاج مسارات الأبقار. يسرد الجدول التكميلي S1 المسارات 107 المتبقية بمعدل حفظ منخفض نسبيًا (سلبيات & lt0.7). والجدير بالذكر أن قائمة المسارات التي تمثل تحديًا لعملية إعادة البناء القائمة على تقويم العظام تشمل & gt30 مسارات مهمة من الناحية المناعية. في بعض الحالات ، يمكن أن يُعزى معدل الحفظ المنخفض إلى الاختلاف الحقيقي في العمليات الأساسية. على سبيل المثال ، تبين أن عائلة الأبقار من النوع الأول Interferon قد خضعت لتوسع واسع النطاق ، بما في ذلك تباعد عائلة إنترفيرون من النوع الأول (IFN) (IFNX) في البقرة من IFN alpha (15). في حالات أخرى ، قد يزيد معدل الحفظ بشكل أكبر مع التحسينات المستقبلية على جودة مشروع جينوم الأبقار.

بالإضافة إلى نقل التعليقات التوضيحية المستندة إلى تقويم العظام ، يمكن أن يوفر ملف تعريف تعبير الأنسجة للجين بعض الأفكار حول وظيفته المحتملة (16). من خلال التعاون مع الزملاء في وزارة الزراعة بالولايات المتحدة ، تدمج InnateDB الآن بيانات تعبير أنسجة الأبقار لـ & gt13000 جين. تم الحصول على هذه البيانات من Bovine Gene Atlas (17) ، والتي حددت التعبير الجيني عبر 87 من الأنسجة البقريّة المختلفة باستخدام نهج تسلسل الجيل التالي. يتوفر ملف تعريف تعبير الأنسجة الرسومي على صفحة بطاقة الجينات الخاصة بجينات الأبقار.