Granulocitele includ bazofilele, eozinofilele și neutrofilele. Basofilele și eozinofilele sunt importante pentru apărarea gazdei împotriva paraziților. Ele sunt, de asemenea, implicate în reacțiile alergice. Neutrofilele, cea mai numeroasă celulă imună înnăscută, patrulează pentru probleme circulând în fluxul sanguin. Ele pot fagocita, sau ingera, bacteriile, degradându-le în interiorul unor compartimente speciale numite vezicule.
Mastocitele sunt, de asemenea, importante pentru apărarea împotriva paraziților. Mastocitele se găsesc în țesuturi și pot media reacțiile alergice prin eliberarea de substanțe chimice inflamatorii, cum ar fi histamina.
Monocitele, care se dezvoltă în macrofage, de asemenea, patrulează și răspund la probleme. Ele se găsesc în fluxul sanguin și în țesuturi. Macrofagele, „mare mâncător” în limba greacă, sunt denumite astfel pentru capacitatea lor de a ingera și degrada bacteriile. La activare, monocitele și macrofagele coordonează un răspuns imunitar prin notificarea altor celule imunitare cu privire la problemă. Macrofagele au, de asemenea, funcții neimune importante, cum ar fi reciclarea celulelor moarte, cum ar fi globulele roșii din sânge, și îndepărtarea resturilor celulare. Aceste funcții de „menaj” au loc fără activarea unui răspuns imunitar.
Neutrofilele (în roșu) se acumulează în câteva minute la locurile de leziune locală a țesuturilor (centru). Ele comunică apoi între ele cu ajutorul lipidelor și al altor mediatori secretați pentru a forma „roiuri” celulare. Mișcarea lor coordonată și schimbul de semnale instruiește apoi alte celule imunitare înnăscute numite macrofage și monocite (în verde) să înconjoare grupul de neutrofile și să formeze un sigiliu strâns al plăgii. Acest videoclip de 24 de secunde reprezintă o înregistrare de două ore.
Celele dendritice (DC) sunt o importantă celulă prezentatoare de antigen (APC), iar acestea se pot dezvolta, de asemenea, din monocite. Antigenele sunt molecule provenite de la agenți patogeni, celule gazdă și alergeni care pot fi recunoscute de celulele imunitare adaptative. APC, cum ar fi DC, sunt responsabile de procesarea moleculelor mari în fragmente „lizibile” (antigene) recunoscute de celulele B sau T adaptative. Cu toate acestea, antigenele singure nu pot activa celulele T. Aceștia trebuie să fie prezentați cu complexul major de histocompatibilitate (MHC) corespunzător exprimat pe APC. MHC asigură un punct de control și ajută celulele imune să distingă între celulele gazdă și cele străine.
Citește mai multe despre MHC în Comunicare și toleranță imunitară.
Celele ucigașe naturale (NK) au caracteristici atât ale imunității înnăscute, cât și ale celei adaptative. Ele sunt importante pentru recunoașterea și uciderea celulelor infectate cu virusuri sau a celulelor tumorale. Ele conțin compartimente intracelulare numite granule, care sunt umplute cu proteine care pot forma găuri în celula țintă și, de asemenea, pot provoca apoptoză, procesul de moarte celulară programată. Este important să se facă distincția între apoptoză și alte forme de moarte celulară, cum ar fi necroza. Apoptoza, spre deosebire de necroză, nu eliberează semnale de pericol care pot duce la o mai mare activare imunitară și inflamație. Prin apoptoză, celulele imunitare pot elimina discret celulele infectate și pot limita daunele provocate de trecători. Recent, cercetătorii au demonstrat pe modele de șoareci că celulele NK, ca și celulele adaptative, pot fi reținute ca celule de memorie și pot răspunde la infecții ulterioare cu același agent patogen.
Celele adaptative
Celele B au două funcții majore: Ele prezintă antigene celulelor T și, mai important, produc anticorpi pentru a neutraliza microbii infecțioși. Anticorpii acoperă suprafața unui agent patogen și îndeplinesc trei roluri majore: neutralizarea, opsonizarea și activarea complementului.
Neutralizarea are loc atunci când agentul patogen, deoarece este acoperit de anticorpi, este incapabil să se lege și să infecteze celulele gazdă. În cazul opsonizării, un agent patogen legat de anticorpi servește ca un semnal de alarmă pentru a alerta celulele imunitare, cum ar fi neutrofilele și macrofagele, să înghită și să digere agentul patogen. Complementul este un proces de distrugere directă sau de liziere a bacteriilor.
Citește mai multe despre complement în secțiunea Comunicare.
Anticorpii sunt exprimați în două moduri. Receptorul celulei B (BCR), care se află pe suprafața unei celule B, este de fapt un anticorp. Celulele B secretă, de asemenea, anticorpi pentru a difuza și a se lega de agenții patogeni. Această dublă exprimare este importantă, deoarece problema inițială, de exemplu o bacterie, este recunoscută de un BCR unic și activează celula B. Celula B activată răspunde prin secreția de anticorpi, în esență BCR, dar sub formă solubilă. Acest lucru asigură că răspunsul este specific împotriva bacteriei care a declanșat întregul proces.
Care anticorp este unic, dar se încadrează în categorii generale: IgM, IgD, IgG, IgA și IgE. (Ig este prescurtarea de la imunoglobulină, care este un alt cuvânt pentru anticorp.) Deși au roluri care se suprapun, IgM este în general importantă pentru activarea complementului; IgD este implicată în activarea bazofilelor; IgG este importantă pentru neutralizarea, opsonizarea și activarea complementului; IgA este esențială pentru neutralizarea în tractul gastrointestinal; și IgE este necesară pentru activarea mastocitelor în răspunsurile parazitare și alergice.
Celele T au o varietate de roluri și sunt clasificate pe subgrupe. Celulele T sunt împărțite în două mari categorii: celule T CD8+ sau celule T CD4+, în funcție de proteina prezentă pe suprafața celulei. Celulele T îndeplinesc mai multe funcții, inclusiv uciderea celulelor infectate și activarea sau recrutarea altor celule imunitare.
Celele T CD8+ mai sunt numite și celule T citotoxice sau limfocite citotoxice (CTL). Acestea sunt cruciale pentru recunoașterea și eliminarea celulelor infectate cu virusuri și a celulelor canceroase. CTL-urile au compartimente specializate, sau granule, care conțin citotoxine care provoacă apoptoză, adică moarte celulară programată. Din cauza potenței sale, eliberarea granulelor este strâns reglată de sistemul imunitar.
Cele patru subseturi majore de celule T CD4+ sunt TH1, TH2, TH17 și Treg, „TH” referindu-se la „celulă T helper”. Celulele TH1 sunt esențiale pentru coordonarea răspunsurilor imune împotriva microbilor intracelulari, în special a bacteriilor. Ele produc și secretă molecule care alertează și activează alte celule imunitare, cum ar fi macrofagele care mănâncă bacteriile. Celulele TH2 sunt importante pentru coordonarea răspunsurilor imune împotriva agenților patogeni extracelulari, cum ar fi helminții (viermi paraziți), prin alertarea celulelor B, a granulocitelor și a mastocitelor. Celulele TH17 sunt denumite astfel pentru capacitatea lor de a produce interleukina 17 (IL-17), o moleculă de semnalizare care activează celulele imunitare și neimunitare. Celulele TH17 sunt importante pentru recrutarea neutrofilelor.
Celulele T reglatorii (Tregs), după cum sugerează și numele, monitorizează și inhibă activitatea altor celule T. Ele previn activarea imunitară adversă și mențin toleranța, sau prevenirea răspunsurilor imune împotriva celulelor și antigenelor proprii ale organismului.
Citește mai multe despre toleranță în Toleranța imună.
Comunicare
Celele imune comunică în mai multe moduri, fie prin contact de la celulă la celulă, fie prin molecule de semnalizare secretate. Receptorii și liganzii sunt fundamentali pentru comunicarea celulară. Receptorii sunt structuri proteice care pot fi exprimate pe suprafața unei celule sau în compartimente intracelulare. Moleculele care activează receptorii se numesc liganzi, care pot fi liberi sau legați de membrană.
Interacțiunea ligand-receptor conduce la o serie de evenimente în interiorul celulei care implică rețele de molecule intracelulare care transmit mesajul. Prin modificarea expresiei și densității diverșilor receptori și liganzi, celulele imune pot expedia instrucțiuni specifice adaptate la situația de față.
Citokinele sunt proteine mici cu funcții diverse. În imunitate, există mai multe categorii de citokine importante pentru creșterea, activarea și funcționarea celulelor imune.
- Factorii de stimulare a coloniei sunt esențiali pentru dezvoltarea și diferențierea celulară.
- Interferonii sunt necesari pentru activarea celulelor imune. Interferonii de tip I mediază răspunsurile imune antivirale, iar interferonul de tip II este important pentru răspunsurile antibacteriene.
- Interleukinele, care se găsesc în peste 30 de varietăți, oferă instrucțiuni specifice contextului, cu răspunsuri de activare sau de inhibare.
- Chemokinele sunt produse în locații specifice ale corpului sau la un loc de infecție pentru a atrage celulele imune. Diferite chemokine vor recruta diferite celule imune la locul necesar.
- Familia de citokine a factorului de necroză tumorală (TNF) stimulează proliferarea și activarea celulelor imune. Acestea sunt esențiale pentru activarea răspunsurilor inflamatorii și, ca atare, blocantele TNF sunt utilizate pentru a trata o varietate de afecțiuni, inclusiv unele boli autoimune.
Receptorii de tip Toll (TLR) sunt exprimați pe celulele imune înnăscute, cum ar fi macrofagele și celulele dendritice. Ei sunt localizați pe suprafața celulară sau în compartimente intracelulare, deoarece microbii pot fi găsiți în organism sau în interiorul celulelor infectate. TLR-urile recunosc modele microbiene generale și sunt esențiale pentru activarea celulelor imune înnăscute și pentru răspunsurile inflamatorii.
Receptorii celulelor B (BCR) și receptorii celulelor T (TCR) sunt exprimați pe celulele imune adaptative. Amândoi se găsesc pe suprafața celulară, dar BCRs sunt, de asemenea, secretați sub formă de anticorpi pentru a neutraliza agenții patogeni. Genele pentru BCR și TCR sunt rearanjate aleatoriu în etape specifice de maturizare celulară, rezultând receptori unici care pot recunoaște orice. Generarea aleatorie a receptorilor permite sistemului imunitar să răspundă la probleme neprevăzute. Ele explică, de asemenea, de ce celulele B sau T de memorie sunt foarte specifice și, la reîntâlnirea cu agentul patogen specific, pot induce imediat un răspuns imunitar neutralizant.
Proteinele complexului major de histocompatibilitate (MHC), sau antigenul leucocitelor umane (HLA), îndeplinesc două roluri generale.
Proteinele MHC funcționează ca purtători pentru a prezenta antigene pe suprafețele celulare. Proteinele MHC clasa I sunt esențiale pentru prezentarea antigenelor virale și sunt exprimate de aproape toate tipurile de celule, cu excepția globulelor roșii. Orice celulă infectată de un virus are capacitatea de a semnala problema prin intermediul proteinelor MHC clasa I. Ca răspuns, celulele T CD8+ (numite și CTL) vor recunoaște și ucide celulele infectate. Proteinele MHC clasa II sunt, în general, exprimate doar de celulele prezentatoare de antigen, cum ar fi celulele dendritice și macrofagele. Proteinele MHC clasa II sunt importante pentru prezentarea antigenelor către celulele T CD4+. Antigenele MHC clasa II sunt variate și includ atât molecule provenite de la patogeni, cât și de la gazdă.
Proteinele MHC semnalează, de asemenea, dacă o celulă este o celulă gazdă sau o celulă străină. Ele sunt foarte diverse și fiecare persoană are un set unic de proteine MHC moștenit de la părinții săi. Ca atare, există asemănări ale proteinelor MHC între membrii unei familii. Celulele imunitare folosesc MHC pentru a determina dacă o celulă este sau nu prietenoasă. În transplantul de organe, proteinele MHC sau HLA ale donatorilor și ale primitorilor sunt potrivite pentru a reduce riscul de respingere a transplantului, care apare atunci când sistemul imunitar al primitorului atacă țesutul sau organul donatorului. În transplantul de celule stem sau de măduvă osoasă, o potrivire MHC sau HLA necorespunzătoare poate duce la boala grefă contra gazdă, care apare atunci când celulele donatorului atacă organismul primitorului.
Completarea se referă la un proces unic care elimină agenții patogeni sau celulele muribunde și, de asemenea, activează celulele imunitare. Complementul constă într-o serie de proteine care se găsesc în sânge și care formează un complex de atac al membranei. Proteinele complementului sunt activate de enzime doar atunci când apare o problemă, cum ar fi o infecție. Proteinele activate ale complementului se lipesc de un agent patogen, recrutând și activând proteine suplimentare ale complementului, care se asamblează într-o ordine specifică pentru a forma un por sau o gaură rotundă. Complementul face literalmente găuri mici în agentul patogen, creând scurgeri care duc la moartea celulelor. Proteinele complementului servesc, de asemenea, ca molecule de semnalizare care alertează celulele imune și le recrutează în zona cu probleme.
.