Anatomické, fyziologické bariéry a bakterie

Kůže a sliznice jako první obranná linie

Kůže a sliznice jsou první linie obrany proti vstupu patogenů do těla. Kůže je nejvzdálenější bariéra, která je zvláště odolná vůči bakteriím a parazitům. Nejvzdálenější vrstva kůže, stratum corneum, je pro bakterie neprostupná díky silným mezibuněčným vazbám, které brání bakteriím proniknout do dermis. Dermis je hypoxické prostředí, které je nepříznivé pro růst bakterií. Dermální buňky jsou také bohaté na proteázy, které ničí cizí proteiny, jako je bakteriální buněčná stěna. Žlázy v kůži produkují pot a kožní maz, které jsou antimikrobiální a také poskytují hydrofobní bariéru, která zabraňuje ulpívání bakterií. Sliznice nosu a úst mají velmi vysokou propustnost bakterií. To platí i pro gastrointestinální trakt, který je vysoce propustnou luminální bariérou díky velkému povrchu a skutečnosti, že bakterie jsou přes něj aktivně transportovány peristaltickými pohyby. Buňky střevního epitelu jsou proto vybaveny těsnými spoji, které zabraňují průchodu velkých makromolekul a škodlivých bakterií. Těsná spojení ve střevním epitelu jsou regulována autonomním nervovým systémem, který také spouští reflexní vypuzení bakterií po požití stažením bránice, břišních svalů a peristaltickými pohyby.

Dýchací a gastrointestinální trakt jako druhá bariéra

Dýchací a gastrointestinální trakt jsou další bariéry lidského těla, které ho chrání před patogeny. Dýchací cesty mají řasinkovou sliznici, která je schopna zachytit prach, bakterie a viry. Hlen na slizniční výstelce zachycuje velké patogeny a je vypuzován pomocí peristaltických pohybů. Střevní bakterie většinou zabíjí kyselé pH žaludku. Žaludeční proteázy také rozkládají bakteriální buněčnou stěnu a zabíjejí bakterie. Kyselina chlorovodíková (HCl) inhibuje růst bakterií. Střevní makrofágy jsou hlavními imunitními buňkami GI traktu, zatímco střevní epiteliální buňky jsou vybaveny Toll-like receptory, které rozpoznávají molekulární vzory asociované s patogeny (PAMP) a spouštějí uvolňování prozánětlivých cytokinů. Gastrointestinální reflexy také hrají roli při stimulaci imunitní odpovědi. Gastrokolický reflex vyvolává peristaltické pohyby po jídle, které zvyšují průchod makromolekul a bakteriálních antigenů z gastrointestinálního traktu do krve.

Humorální imunita

Humorální imunita je první linií obrany proti patogenům. Je zprostředkována protilátkami, které jsou produkovány B-buňkami. B-buňky jsou aktivovány, když na svém povrchu rozpoznávají molekulární vzory spojené s patogenem (PAMP) prostřednictvím svého B-buněčného receptoru. Nejdůležitějšími PAMP jsou bakteriální lipopolysacharid (LPS), bakteriální peptidoglykany a virové nukleové kyseliny. B-buňky jsou aktivovány během vrozené imunitní reakce, zatímco T-buňky jsou aktivovány během adaptivní reakce. B-buňky jsou buď klidové B-buňky nebo plazmatické buňky. Plazmatické buňky produkují protilátky v neaktivní formě, která se aktivuje, když je B-buňka zničena. Imunoglobuliny zahrnují pět různých tříd: IgA (imunoglobulin A), IgG (imunoglobulin G), IgM (imunoglobulin M), IgD (imunoglobulin D) a IgE (imunoglobulin E). Imunoglobuliny se nacházejí ve slizničních tekutinách, krvi a imunitních a lymfoidních tkáních. Chrání tělo před patogeny tím, že neutralizují patogeny, opsonizují je a vyvolávají aglutinaci. Imunoglobuliny jsou důležité i při transplantacích, kde je riziko infekce vysoké. Doplňkové proteiny jsou také součástí humorální imunity. Jsou aktivovány klasickou cestou v přítomnosti protilátek a PAMP. Systém komplementu se skládá z více než 30 proteinů, které se vzájemně ovlivňují a vytvářejí imunitní kaskádu. Hlavní funkcí komplementového systému je eliminace patogenů, včetně bakterií a virů.

Buněčná imunita T-buňky, makrofágy a dendritické buňky

T-buňky jsou klíčové pro adaptivní imunitní odpověď. Rozpoznají molekulární vzory asociované s patogeny (PAMP) a vlastní antigeny. Makrofágy jsou klíčovým typem imunitních buněk. Jejich rozpoznávací schopnost je široká, ale jejich schopnost reagovat je omezená. Rozpoznají patogeny prostřednictvím molekulárních vzorů spojených s patogeny (PAMP), jako jsou bakteriální LPS a peptidoglykany, virové proteiny, nukleové kyseliny a melanin. Makrofágy jsou aktivovány CD4+ T-buňkami a mohou se diferencovat na M1 (klasické) makrofágy, které vylučují prozánětlivé cytokiny, nebo M2 (alternativní) makrofágy, které vylučují protizánětlivé cytokiny.

Závěr

Lidské tělo je privilegovaným prostředím pro patogeny a je chráněno účinným imunitním systémem. Několik anatomických a fyziologických bariér vytváří nepřátelské prostředí pro mikroby a patogeny. První obrannou linií je kůže a sliznice, které zachycují a vypuzují patogeny. Dýchací a gastrointestinální trakt jsou další bariérou a jsou chráněny imunoglobuliny a komplementovými proteiny. A konečně, T-buňky, makrofágy a dendritické buňky jsou hlavními buňkami buněčné imunity, které přímo zabíjejí patogeny.