КАК СЕ БОРИМ ЗА ЖИВОТА СИ СИЛАТА НА ВРОДЕНИЯ И АДАПТИВЕН ИМУНИТЕТ

РЕЗЮМЕ

Сегашното разбиране за еволюционното възникване на имунната система в организмите е все още неясно до ден днешен. Признава се, че някои аспекти на имунната система са подобрили оцеляването на живите организми, независимо дали става въпрос за растения, бактерии, гръбначни или безгръбначни. Различните имунни протеини и комплекси непрекъснато се изследват, за да се разбере точно как имунната система играе роля в човешкото развитие. В този преглед ние предлагаме обяснение на развитието и еволюцията на това как представяме имунната система, разбираме селективния натиск в имунните клетки, обясняваме връзката на бактериите или вирусите с техния гостоприемник и анализираме увеличаването на човешката уязвимост към болести.

Имунната система е много важна част от човешкото развитие. По време на ранните етапи на развитие на плода имунната система действа, за да защити плода от инфекциозни микроби в тялото на майката. Плодът може да получи временна имунна защита преди раждането чрез придобиване на специални антитела от майката. След раждането имунната система на бебето продължава да се развива, като постепенно става по-пълна и по-силна чрез непрекъснато учене и растеж. Имунната система не само разпознава и атакува чужди патогени, но също така защитава здравето на вътрешните тъкани на тялото. Когато има проблем с имунната система, това може да направи тялото податливо на инфекция или автоимунно заболяване. В обобщение, имунната система играе много важна роля в човешкото развитие, като ни помага да сме здрави и да се борим с външни заплахи. Това показва важността и необходимостта от подобряване на имунитета. Cistanche може да засили човешкия имунитет. Cistanche е богат на различни антиоксидантни вещества, като витамин С, витамин С, каротеноиди и др. Тези съставки могат да поемат свободните радикали и да намалят окисляването. Стрес, подобряване на устойчивостта на имунната система.

Кликнете върху ползите за здравето от цистанче

КЛЮЧОВИ ДУМИ:

ИМУННА СИСТЕМА, ЕВОЛЮЦИЯ, ВРОДЕН ИМУНИТЕТ, АДАПТИВЕН ИМУНИТЕТ.

ВЪВЕДЕНИЕ

Идеята, че имунната система може да разшири своите способности с течение на времето по начин, по който автоматично да изпълнява своите защитни механизми, е трудна за разбиране, тъй като включва много сложен процес с хиляди микроорганизми, работещи заедно. Някои от по-важните играчи на клетките на имунната система включват макрофаги (M), неутрофили, дендритни клетки (DC), естествени клетки убийци (NK клетки), Т-лимфоцити (Т-клетки), В-лимфоцити (В-клетки). ) и еозинофили. Тези клетки имат вътревидова връзка помежду си и могат да проектират и засилят производството на имунитет към патогени и болести.

Основната функция на имунната система като цяло е да защитава гостоприемника от всякакви заплахи, които биха могли да тероризират тялото на гостоприемника, разработено да се справя по-добре с оцеляването срещу болестта (Marin, JM 2017). Например, имунната система е единствено отговорна за индивидуалното кихане по време на висока концентрация на полени във въздуха. Тези възпалителни реакции се задействат заедно от вродената и адаптивната имунна система.

ЕВОЛЮЦИОННАТА ИСТОРИЯ НА ИМУННАТА СИСТЕМА

Има два основни аспекта на имунната система: вродената имунна система и адаптивната имунна система, като и двете са работили заедно, за да увеличат ефективността на другата. Доказано е, че появата на вродената имунна система е подобна на еволюцията на едноклетъчните организми, протозоите. Вродената имунна система притежава механизъм, който е тясно свързан с ендосимбиотичния генезис на митохондриите и хлоропластите.

Произходът на митохондриите и хлоропластите е от поглъщането на бактерия в клетка, която в крайна сметка създава вътрешна мембрана и с течение на времето се адаптира като органела на клетката гостоприемник; това еволюционно събитие е открито във вкаменелости на възраст около 1.5-1.8 милиарда години (Garg, et al 2017). Подобно на ендосимбионтите, процес, наречен фагоцитоза, се използва в способността на вродената имунна система да се бори с инфекциите. Фагоцити като макрофаги, дендритни клетки и неутрофили са молекули на вродения имунитет, които поглъщат инфекцията или вируса в клетката и я унищожават (Aderem, 2003).

Неутрофилите и M действат като главни фагоцити, които медиират убиването на гъбични патогени, тъй като те са първите левкоцити, които мигрират към мястото на инфекцията. Неутрофилите са най-изобилните левкоцити и функционират чрез секретиране на извънклетъчни капани, които улавят микробите, позволявайки им да бъдат фагоцитирани. След това М се набира към мястото на инфекцията и замества неутрофилите чрез убиване и отстраняване на неутрофилите. След като бъде включен в мястото на инфекцията и заменен от неутрофилите, М може след това да обвие патогена във фагозома, където освобождава гранули или химикали, които са токсични за патогена, трансформирайки го в антиген. (Сегал, 2005 г.). Фагоцитите имат ефективността да атакуват гъбичните клетки поради изобилието от неутрофили и постоянната регулация на епитела от макрофагите.

След това значението на тези левкоцити е непрекъснато тествано върху мишки, като се наблюдават промените в здравето на мишките след нокаутиране на специфични клетки или протеини в тяхната имунна система. Един пример е чрез наблюдение на чувствителността на индивида към придобиване на гъбична инфекция, Candida albicans. Тези, които имат неутрофили и макрофаги, нокаутирани от техните системи, или тези, които имат неутропения, състояние, при което индивидът има анормални неутрофили, е по-вероятно да бъдат заразени от Candida albicans (Erwig, et Al 2017).

Проучванията също така показват, че изчерпването на М причинява дисбаланс в тяхната хомеостаза, причинявайки обратно затлъстяване и намален имунитет. Използвани са мишки за моделиране на човешката имунна система, за да се видят ефектите от нокаута на М и резултатите показват, че изчерпването на М причинява екстремна загуба на телесно тегло на мазнини и чиста маса. За да се възстановят от липсата на М, неутрофилите започват да се инфилтрират и се наблюдава появата на провъзпалителни цитокини (Feng, et. Al, 2014).

Клетките на вродения имунитет действат като първата система, която разрешава всякакви усложнения или промени в тялото, действайки секунди след възникването на проблем. Често се нарича първа линия на защита срещу чужди частици като алергени, паразити или бактерии. Когато натрапник представлява заплаха за тялото, вродената имунна система автоматично се задейства от различни сигнали. (Никълсън 2016). Антиген или патоген навлиза в тялото, което задейства фагоцитите да бъдат привлечени към мястото на инфекцията, където те използват структура, която разпознава специфични модели на патогена, което в крайна сметка позволява на фагоцита да определи, че антигенът е вреден.

Използването на инструмента на рецепторите за разпознаване на образи (PRR) в клетките от зародишната линия предизвиква различни имунни отговори, които в крайна сметка позволяват на тялото да атакува вредните антигени. Свързаните с патогени молекулярни модели (PAMPs) и свързаните с увреждане молекулярни модели (DAMPs) са два вида модели, които клетките на гостоприемника разпознават чрез PRR, за да се разграничат от „собствени“ и „несобствени“ клетки, което означава, че PAMPs и DAMPs могат да разграничат дали една молекула е вредна, повредена или директно здравите клетки на гостоприемника. (Lee, et. al 2015). Патогените, мутиралите клетки и вирусите убедително представят модел, който позволява на фагоцитите, симулирани от PAMPs и DAMPs, да разпознаят, че тези частици са чужди. След като PRR върху фагоцитите са разпознали PAMP или DAMP върху токсична частица, неутрофилът или макрофагът може да погълне патогена и да освободи перфорини или гранзими, които индуцират цитотоксичните реакции, които убиват патогена. Те също така често индуцират производството на определени цитокини, които след това могат да активират адаптивната имунна система, за да започне своите репонсорни действия.

КАК АДАПТИВНАТА ИМУННА СИСТЕМА ПРОИЗЛИЗА ОТ ВРОДЕНАТА ИМУННА СИСТЕМА

Появата на гнатостомите или челюстните гръбначни животни датира от преди повече от 400 милиона години. (Brazeau et al. 2015). Последователно се появи и адаптивната имунна система, която накара изследователите да повярват, че адаптивната имунна система е инструмент, който е адаптиран от челюстни гръбначни животни, което позволява по-добро оцеляване поради спецификата и паметта, която може да запази. Изследователите стигнаха до заключението, че еволюцията на адаптивната имунна система е възникнала по два пътя: появата на RAG транспозона и дублирането на цели геноми. Японско-американският еволюционен биолог Сусуно Оно предположи, че дублирането на два целия геном, на което са претърпели гнатостомите, е един от ключовите компоненти на еволюцията на адаптивната имунна система.

Въпреки че това предложение все още е слабо разбрано и съдържа много малко доказателства, то е широко приета хипотеза и след това е класифицирана като адаптация, довела до еволюцията от вродената имунна система към адаптивната имунна система. (Flajnik, et al. 2010) За разлика от вродения имунитет, адаптивният имунитет има способността да създава „памет“, в която изучава и научава представения антиген и го запомня за бъдещи справки. В резултат на това, когато гостоприемникът получи същия тип антиген за втори път, това позволява на имунната система да реагира на антигена и да унищожи патогена много по-бързо. (Joosten, et. al 2018).

Адаптивната имунна система също използва PRRs за разпознаване на патогени, но тъй като вродената имунна система е много широка и обща, адаптивната имунна система е пълна противоположност (Фигура 2A). Изисква се специфичност, при която има различни антитела, активирани от различни различни антигени. Структурата на антителата има постоянна област (FcRegion), която е свързана с мембраната и взаимодейства с имунните клетки, които се показват по подобен начин сред всички изотипове.

Освен това има променлива област, която взаимодейства с антигените и е причина за специфичността на антителата. Вариабилните региони на антителата са изградени от около 1 до 35 аминокиселини, които са нагънати уникално, съобразени по различен начин и притежават различен афинитет според антигена, следователно той е в състояние да се свързва само с много специфични антигени (Stanfield, et. Al 2014) . Адаптивната имунна система също изисква активиране на вродената имунна система, преди да бъде индуцирана. Това е единствено защото адаптивната имунна система трябва да изчака фагоцитите да обработят патогените, за да освободят антигените, които след това се разпознават от антителата, присъстващи върху В-лимфоцитите.

АКТИВИРАНЕТО НА ЛИМФОЦИТИТЕ

За да се активират Т-клетките, антигенът трябва да бъде представен от антиген-представяща клетка (APC), като DCs, M и B-клетки. След това антигенът се разпознава от Т-клетъчния рецептор (TCR), рецептор на Т-лимфоцита, който се свързва с антигена от APC, представен от МНС клас I или МНС клас II. MHC I и MHC II присъстват в почти всички здрави клетки и класифицират Т-клетката да се активира като CD8 плюс цитотоксична клетка или CD4 плюс помощна клетка. (Jordan, et al, 2009).

След като MHC: антигенът се свърже с TCR, сигнал 1 се индуцира, но той не е в състояние да надмине LAT каскадата, освен ако комплексът B7:CD28 не е съвместно стимулиран с CD40:CD40L за насърчаване на сигнал 2. Активиране на сигнали 1 и 2 автоматично регулира секрецията на IL-2 цитокини от APC, което задейства сигнал 3. След като и трите сигнала са активирани, транскрипцията и репликацията на имунните клетки -- по-специално транскрипцията на NFAT и NFK {{12} } след това се инициират.

Двата метода, при които се индуцира В-клетъчно активиране, зависят силно от това дали са необходими или не Т-лимфоцити; те се означават като Т-клетъчно независими антигени и Т-клетъчно зависими антигени. Както гласи името, независимото от Т-клетките активиране не изисква помощта на Т-лимфоцитите, за да управлява имунната си дейност. Той естествено се активира от присъствието на антигена, което кара B1 B-клетъчната подгрупа да секретира изотипа на IgM антитялото. Този подход обаче не е точно най-ефективният начин за насочване към антигени и патогени, тъй като някои изотипове на антитела могат да признаят само компанията на много специфични антигени. Тъй като В клетките автоматично произвеждат IgM антитяло и го показват на своята мембрана, ще има липса на диференциация или вариация на антитела без Т-независимо активиране. Това означава, че определени болести и патогени няма да могат да бъдат открити, причинявайки опасна среда за гостоприемника. (Абас и др.)

СЕЛЕКТИВНО НАЛЯГАНЕ МЕЖДУ В-ЛИМФОЦИТИТЕ

Значението на присъствието на Т-лимфоцити, по-специално CD4 плюс Т-хелперни клетки, е изключително решаващо в имунната система на челюстни гръбначни, тъй като Т-лимфоцитите са това, което посредничи на В-клетката, за да може да превключва класа от един изотип към друг. Това се прави, като се позволи на В-лимфоцитите да преминат през същия процес на активиране, но вместо да се прикрепят към APC, Т-клетката се свързва с В-клетката чрез комплекса CD40:CD40L, което позволява на Т-лимфоцита да образова превключвателят B-клетка към клас (изотип). Тъй като В-клетъчните антитела имат променливи региони, специфични за антигени, превключването на класа ще позволи на клетката да превключи изотипа на антитялото, което В-клетката може да произведе. Веднъж активирана, В-клетката навлиза в зародишния център, където може да пролиферира и да се репликира. След това преминава през соматична хипермутация.

В зародишния център се намира фоликуларна дендритна клетка (FDC), която демонстрира селективното налягане сред B-клетките (Linterman, et. Al 2017). Соматичните хипермутации са произволни мутации, които могат или да увеличат неговия афинитет, или да намалят неговия афинитет; мутации, които могат да бъдат или полезни, вредни или неутрални, следователно В-клетката няма контрол върху афинитета, който ще може да прояви. Това води до избрани В-лимфоцити, достигащи съзряване на афинитета, състояние, при което са преминали през достатъчно мутации, за да достигнат най-високото си ниво на афинитет. FDC предпочитат тези, които са достигнали съзряване на афинитета в среда, която има изобилие от B-клетки (Фигура 1. A). Само онези, които са най-силни, могат да излязат от зародишния център и да могат да изпълняват своите имунно-отзивчиви задължения (Abbas, et. Al). Алтруизмът на Т-лимфоцитите е необходим, за да се позволят произволни мутации на В-клетките, основните медиатори на адаптивната имунна система.

ВРЪЗКАТА МЕЖДУ МИКРОБИОТАТА И ИМУННАТА СИСТЕМА

Настоящите изследвания показват, че човешкото тяло е съставено от около 100 трилиона микробиотични клетки; бактерии, които естествено живеят в човешкото тяло. Популацията на микробиомите, обитаващи човешкото тяло, е почти, ако не, повече от броя на соматичните клетки. Микробиомите могат или да служат за цел в тялото, която може да бъде от съществено значение за поддържането на хомеостазата или метаболизма, но те също могат да бъдат източник на прогресиране на заболявания. С течение на времето бактериите и вирусите бавно се научиха как да се развиват съвместно с имунната система, което им позволява да оцеляват по-ефективно в своя гостоприемник. Тъй като имунната система увеличава способността си да се бори с патогените и тъй като съвременната технология започва да насърчава нови начини за освобождаване от инфекции, микробиомите също се развиват, за да предотвратят взаимодействията с имунните клетки.

Еволюцията на микробиотата е очевидна в развитието на определен вирус на изтръгване на капачки. Отвличането на шапката е механизъм, който вирусната РНК използва, за да избегне разпознаването от имунните клетки. Собствената иРНК съдържа 7-метилгуанозинова капачка в края на веригата на РНК и това казва на имунните клетки, че РНК не е вредна. Вирусната РНК, от друга страна, не представя тази капачка, която действа като PAMP за PRR, Rig-подобни рецептори (RLR). RLR разпознава 5'трифосфатната РНК, генерирана от вируса, и задейства транскрипцията на тип I IFN (интерферон), регулирайки нагоре експресията на МНС клас II върху клетките, като по този начин индуцира CD8 плюс цитотоксични Т клетъчни функции (Bahl, et. Al, 2012). Отвличането на капачката позволява на вирусната РНК да действа като псевдо-самостоятелна иРНК, където нормалната иРНК, чието капаче е било откраднато, сега се отваря, за да бъде открита от имунните клетки, причинявайки отрицателна толерантност към собствената РНК, намалявайки самотолерантността и предизвиквайки грешен имунен отговор. Освен това, затворената вирусна иРНК насърчава синтеза и възпроизвеждането на вируса, което му позволява да пролиферира, причинявайки инфекция и намалявайки способността на имунните клетки да унищожат вируса (Krug, et. Al, 2003).

УЯЗВИМОСТИ НА ИМУННАТА СИСТЕМА

Имунната система е в основата на развитието на съвременната медицина, тъй като изследователите прогресивно търсят нови начини да победят новосинтезираните микробиоми, които бавно се появяват. Въпреки това, много често срещана уязвимост е скоростта, с която се правят ваксинации. Бактериите и другите микроорганизми могат да се възпроизвеждат с много по-бърза скорост, което води до експоненциално увеличаване на популацията им. Те също така са в състояние да се размножават безполово, което означава, че не е необходимо да се чифтосват, за да се репликират. (Bergstrom & Dugatkin, 2016) Естественият подбор действа върху микроорганизмите много по-бързо в сравнение с техните гостоприемници и гостоприемникът не е в състояние да се справи с темпото на микробиомите.

Един въпрос относно имунитета, който често възниква, са отрицателните ефекти на лекарството. Лекарството действа в подгрупата на пасивния имунитет на имунната система, което се отнася до прехвърлянето на антитела от един източник към друг. Това е много полезно за организми, които нямат специфично антитяло, необходимо за борба с антиген-специфичен патоген или инфекция. Това е типът имунитет, който имат ваксинациите, при който тя съдържа антитялото, което ще му позволи да атакува патогена. Този механизъм е широко използван за предотвратяване на заболявания и насърчаване на „паметта“ в адаптивната имунна система, където, когато антигенът се представи за първи път, тялото няма да прояви никакви симптоми, тъй като антителата в лекарството вече са позволили на имунната система да разпознават го (Keller et al 2000). Въпреки това много хора са накарани да вярват, че приемането на лекарства или ваксинирането по време на юношеството ще намали толерантността на имунната система на индивида или понякога дори ще доведе до мутации в гените на детето, причиняващи аутизъм или някакъв вид разстройство. Няма доказателства, насочени към връзката между анормалното развитие на индивидите и ваксинациите. Излишно е да казвам, че има остра липса на образование относно значението на еволюцията на имунната система, което пречи на мнозина да разберат защо някои условия са необходими в медицината и продължителността на живота на индивида като цяло.

ЗАКЛЮЧИТЕЛНИ БЕЛЕЖКИ

Еволюцията непрекъснато действа върху имунната система, независимо дали е чрез напредъка на адаптивната имунна система или чрез постоянни адаптации, които съставят микробиомите. Развитието на имунната система е изключително сложен процес, който отваря нови изследвания за по-нататъшно разбиране на възможността за резистентност към определени заболявания. Правят се допълнителни изследвания за развитието на пасивен имунитет чрез медицина, което ще позволи предотвратяването на изключително широко разпространени инфекции като морбили и рак. Въпреки това трябва да се вземат предвид уязвимостите на имунната система спрямо нейната съвместна еволюция спрямо бактериите и вирусите.

ТЕРМИНОЛОГИЧЕН РЕЧНИК

• 5'трифосфатна РНК – молекулярна структура, генерирана от вирус, която е отговорна за транскрипцията на интерферон тип 1.

• 7-метилгуанозин – капачка в края на собствената иРНК, която позволява на клетките да знаят, че не е вреден.

• Адаптивен имунитет – вид имунитет, който изисква активиране на вродената имунна система, за да функционира.

• Афинитетно съзряване – процес, при който В-клетката достига най-високото си ниво на афинитет.

• Антиген представяща клетка – клетки, които могат да държат антиген под формата на пептиди, позволяващи антигените да бъдат разпознати от Т-лимфоцитите.

• В1 В-клетъчна подгрупа – вродени подобни на В-клетки, които развиват повечето Ig M антитела и са отговорни за повечето Т-независими отговори. • В-лимфоцити – лимфоцити, които могат да отделят антитела.

• Cap-Snatch – процес, при който вирусната РНК изтръгва 7-метилгуанозиновата капачка при нормална.

• CD4 плюс помощни клетки – вид Т-лимфоцити, които предизвикват помощни имунни отговори.

• CD8 плюс клетки убийци – вид Т-лимфоцити, които предизвикват цитотоксични имунни отговори.

• CD40: CD40L – комплекс, който стимулира експресията на B7 молекули, секреция на цитокини и дендритни клетки.

• Превключване на класове – процес, при който антителата сменят Fc домейни, но запазват своята променлива област, за да могат да реагират на повече цитокини.

• Постоянна област – област на антитяло, която позволява взаимодействие с имунните клетки.

• Цитокини – хормони на имунната система.

• Молекулярни модели, свързани с увреждане – модел, състоящ се от повреди в клетката, които могат да бъдат разпознати от рецепторите за разпознаване на образи.

• Дендритни клетки – имунни клетки, чиято основна функция е да представят антигени на Т-клетъчните рецептори.

• Ендосимбиоза – процес, при който един организъм е погълнат в друг и остава жив в клетката.

• Еозинофили – бели кръвни клетки, които причиняват възпалителни реакции.

• Фоликуларни дендритни клетки – дендритните клетки, открити в лимфоидните фоликули, пропускат активираните В клетки в екстрафоликуларния фокус във фоликула.

• IgM антитяло – първото разработено антитяло и единственият изотип, който може да се активира без Т-клетка.

• Имунна система – система, която отговаря за защитата и защитата срещу патогени и болести.

• Вроден имунитет – вид имунитет, който действа като първи реагиращ при атакуване на чужди вещества.

• Вътрешновидова – връзка, при която два подобни субекта съществуват в една и съща област.

• Междувидово – връзка, при която два различни субекта съществуват в една и съща област.

• Gnathostomes – челюстни гръбначни животни.

• Гранзими (виж перфорин) – частици, които се освобождават от PAMPS или DAMPS, които предизвикват цитотоксичен отговор.

• Макрофаги – фагоцит, който обвива патогена и го трансформира в антиген.

• Микробни клетки – бактерии, които естествено живеят в тялото.

For more information:1950477648nn@gmail.com