O'smadan muhofazalashning immun mexanizmlari reja

O'SMADAN MUHOFAZALASHNING IMMUN MEXANIZMLARI
Reja:

1. 
   Immun sistemasi
   
2. 
   Qavatma-qavat himoya
   
3. 
   Tugʻma immun sistemasi
   

Foydalanilgan adabiyotlar.

Immun sistemasi organizmni kasalliklardan himoya qiluvchi biologik jarayonlar tarmogʻidir. U viruslardan tortib parazit chuvalchanglarga qadar turli xil patogenlar, shuningdek, saraton hujayralari, hatto yogʻoch qirindilarigacha taniydi, ularga immunologik javob qaytaradi va ularni organizm sogʻlom toʻqimalaridan ajratib turadi. Koʻpgina biologik turlarda immun sistemasi ikkita asosiy kichik guruhdan iborat. Tugʻma immun sistemasi xilma-xil holatlar va taʼsirlarga oldindan shakllantirib qoʻyilgan immun javoblar orqali himoyani taʼminlaydi. Adaptiv immun sistemasi oldin oʻzi duch kelgan molekulalarni osonlik bilan tanib olish orqali keyingi har bir stimulga moslashtirilgan javob qaytaradi. Ikka sistemalar ham oʻz funksiyalarini bajarish uchun molekulalar va hujayralardan foydalanadilar.

Deyarli barcha organizmlar qaysidir bir turdagi immunitetga ega. Bakteriyalar virusli infeksiyalardan himoya qiluvchi fermentlar koʻrinishidagi rudimentar immunitetga ega. Boshqa sodda immun mexanizmlari qadimgi oʻsimliklar va hayvonlarda rivojlangan va ularning zamonaviy avlodlarigacha saqlanib kelmoqda. Ushbu mexanizmlar fagotsitoz, defensin deb ataladigan antimikrob peptidlar va komplement tizimini oʻz ichiga oladi. Jagʻli umurtqalilar, shu jumladan odamlar, yanada murakkab mudofaa mexanizmlariga, patogenlarni yanada samaraliroq aniqlashga adaptatsiya qilish qobiliyatiga ega. Adaptiv (yoki orttirilgan) immunitet immunologik xotirani hosil qiladi, bu esa xuddi shu patogen bilan keyingi toʻqnashuvlarga kuchliroq javob berish imkonini beradi. Shu kabi orttirilgan immunitet jarayoni emlashning asosini tashkil etadi.
Immun sistemasining disfunksiyasi autoimmun kasalliklar, yalligʻlanish kasalliklari va saratonga olib kelishi mumkin. Immunitet tanqisligi immun sistemasi odatdagidan kuchsiz boʻlganida yuzaga keladi, natijada takroriy va hayot uchun xavfli infeksiyalar yuqishi mumkin. Odamlarda immunitet tanqisligi ogʻir kombinatsiyalangan immunitet tanqisligi kabi irsiy kasallik, OIV / OITS kabi orttirilgan kasalliklar yoki immunosupressiv dorilarni qoʻllash natijasida kuzatilishi mumkin. Autoimmunitet giperaktiv immunitet tizimining normal toʻqimalarga xuddi begona organizmlarga hujum qilishi kabi javobi natijasida yuzaga keladi. Keng tarqalgan autoimmun kasalliklarga Hashimoto tiroiditi, revmatoid artrit, 1-tur qandli diabet va tizimli qizil yuguruk kiradi. Immunologiya immun sistemasining barcha jihatlarini oʻrganadi.
Qavatma-qavat himoya
Immun sistemasi hoʻjayin organizmni infeksiyalardan har bir qavatda spetsifiklikni oshirish orqali himoya qiladi. Fizik bariyerlar bakteriyalar va viruslar kabi patogenlarning organizmga kirishiga toʻsqinlik qiladi. Agar patogen bu toʻsiqlarni buzib oʻtsa, tugʻma immun sistemasi darhol, ammo spetsifik boʻlmagan javob qaytaradi. Tugʻma immun sistemasi barcha hayvonlarda mavjud. Agar patogenlar tugʻma immunitet reaksiyasidan qochib qutulsa ham, umurtqali hayvonlarda tugʻma reaksiya orqali faollashuvchi ikkinchi himoya qatlami — adaptiv immun sistemasi bor. Bu immun sistemasi patogenni tanib olishni oshirish uchun infeksiya vaqtida oʻz reaksiyasini moslashtiradi. Keyinchalik bu kuchaygan javob reaksiyasi patogen yoʻq qilingandan keyin immunologik xotira shaklida saqlanib qoladi va adaptiv immun sistemasi ushbu patogen bilan har safar toʻqnashganda tezroq va yanada kuchliroq hujumlarni uyishtirishiga imkon beradi.
Immun sistemasining tarkibiy qismlari
Tugʻma immun sistemasi tugʻma immun sistemasiAdaptiv immun sistemasi
Javob spetsifik emas Patogen va antigenga mos javob
Toʻqnashuv darhol maksimal javobga olib keladi Toʻqnashuv va maksimal javob oʻrtasidagi kechikish vaqti mavjud
Gumoral va hujayra komponentlar Gumoral va hujayra komponentlar
Immunologik xotira yoʻq Toʻqnashuv immunologik xotiraga olib keladi
Hayotning deyarli barcha shakllarida uchraydi Faqat jagʻli umurtqalilarda uchraydi
Har ikkala turdagi immunitet guruhlari ham immun sistemasining oʻziniki boʻlgan va oʻziniki boʻlmagan molekulalarni tanib olishiga tayanadi. Immunologiyada oʻzikini boʻlgan molekular sifatida immun sistemasi tomonidan tanib olinadigan organizm komponentlariga aytiladi.[6] Aksincha, yot molekulalar begona molekulalar sifatida taniladigan molekulalardir. Yot molekulalarning bir sinfi antigenlar (ilgari antitana generatorlari deb nomlangan) boʻlib, ular maxsus immun retseptorlariga bogʻlanadigan va immun javob chaqiradigan moddalardir.
Yuza bariyerlar
Mexanik, kimyoviy va biologik va boshqa bariyerlar organizmlarni infektsiyadan himoya qiladi. Aksariyat barglarning mumsimon kutikulasi, hasharotlarning ekzoskeleti, tuxumlarning tashqi qobigʻi va teri infektsiyaga qarshi mexanik bariyerlarning birinchi himoya qavatidir. Organizmlarni tashqi-muhitdan toʻliq ajratib boʻlmaydi, shuning uchun sistemalardan tana ochiq aʼzolari hisoblangan oʻpka, ichak va siydik-tanosil tizimlari sistemalar tomonidan himoya qiladi. Oʻpkada, yoʻtalish va aksirish nafas yoʻllaridan patogenlar va boshqa irritant moddalarni mexanik ravishda chiqarib tashlaydi. Koʻz yoshlari va siydikning yuvish harakati patogenlarni mexanik ravishda chiqarib yuboradi, respirator va oshqozon-ichak trakti tomonidan chiqariladigan shilliq esa mikroorganizmlarni ushlab qolish uchun xizmat qiladi.
Kimyoviy bariyerlar ham infeksiyadan himoya qiladi. Teri va nafas yoʻllari mikroblarga qarshi peptidlar, masalan, β- defensinlarni chiqaradi. Soʻlak, koʻz yoshlari va ona sutidagi lizotsim va fosfolipaza A2 kabi fermentlar ham antibakterialdir. Hayz koʻrishdan keyingi vaginal sekretsiyalar biroz kislotali boʻlgani uchun kimyoviy bariyer sifatida ishlasa, spermada patogenlarni oʻldirish uchun defensin va rux mavjud. Oshqozonda xlorid kislotasi yutilgan patogenlarga qarshi kimyoviy himoya vazifasini bajaradi.
Siydik-tanosil va oshqozon-ichak trakti ichidagi kommensal flora oziqa va joy uchun patogen bakteriyalar bilan raqobatlashadi va baʼzi hollarda ular yashaydigan muhitni, masalan, pH yoki temirni oʻzgartirib, biologik toʻsiq vazifasini bajaradi. Natijada, patogenlar soni kasallik keltirib chiqarish uchun yetarli miqdorda boʻlish ehtimoli kamayadi.
Tugʻma immun sistemasi
Organizmga kira olgan mikroorganizmlar yoki toksinlar tugʻma immun sistemasining hujayralari va mexanizmlari bilan toʻqnashadi. Tugʻma javob odatda mikroblar qolip tanuvchi retseptorlar (ingl: pattern recognition receptors — mikroorganizmlarning koʻplab guruhlarida uchraydigan oʻxshash qismlarni tanish) tomonidan tanilganda yoki shikastlangan yoki stressga uchragan hujayralar ogohlantirish signallarini yuborganda boshlanadi. Tugʻma immunitet himoyasi spetsifik emas, yaʼni bu tizimlar patogenlarga umumiy usulda javob qaytaradi. Bu immun sistemasi patogenga qarshi uzoq muddatli immunitetni taʼminlamaydi. Tugʻma immun sistemasi koʻpchilik organizmlarda xoʻjayin himoyasining dominant va oʻsimliklarda yagona sistemadir.
Immun sezgirlik
Tugʻma immun sistemasidagi hujayralar patogenlar tomonidan ishlab chiqarilgan molekulyar tuzilmalarni tanib olish uchun qolip tanuvchi retseptorlardan foydalanadi. Ular, asosan, dendritik hujayralar, makrofaglar, monotsitlar, neytrofillar va epiteliy hujayralari kabi tugʻma immun tizimining hujayralari tomonidan chiqariladigan oqsillar boʻlib ikki guruhdagi molekulalarni aniqlash uchun xizmat qiladi. Ular patogenga aloqador molekulyar qoliplar (PAMQ) — mikrobial patogenlar bilan bogʻliq boʻlgan va hujayra shikastlanishi yoki hujayra oʻlimi paytida ajralib chiqadigan xoʻjayin hujayralarining tarkibiy qismlari bilan bogʻliq — jarohatga aloqador molekulyar qoliplardir (JAMQ).
Hujayradan tashqari yoki endosomal PAMQlarni tanib olish tollga oʻxshash retseptorlar (TLR) deb nomlanuvchi transmembran oqsillari orqali amalga oshiriladi. TLRlar ularga qiyshiq odatiy strukturaviy motiv beruvchi leytsinga boy takrorlashlar (LRR) ega. Tollsimon retseptorlar birinchi marta Drosophilada topilgan va sitokinlar sintezi hamda sekretsiyasini va tugʻma yoki adaptiv immunitet reaksiyalari uchun zarur boʻlgan boshqa xoʻjayin mudofaa dasturlarini faollashtiradi. Odamlarda oʻnta tollsimon retseptorlar aniqlangan.
Tugʻma immun sistemasidagi hujayralar ichida infeksiyani yoki hujayra shikastlanishini taniydigan qolip tanuvchi retseptorlar (PRRs) mavjud. Ushbu „sitosolik“ retseptorlarning uchta asosiy sinfiga NODsimon retseptorlar, RIGsimon retseptorlar va sitosolik DNK sensorlar mansubdir.
Tugʻma immun hujayralari
Oddiy sirkulyatsiya qiluvchi inson qonining skanerli elektron mikroskopdagi tasviri. Tasvirda qizil qon tanachalari, bir nechta kichik oq qon hujayralari, shu jumladan limfotsitlar, monotsitlar, neytrofillar va koʻplab mayda disk shaklidagi trombotsitlarni koʻrish mumkin.
Baʼzi leykotsitlar (oq qon hujayralari) mustaqil, bir hujayrali organizmlar kabi harakat qiladi va tugʻma immun sistemasining ikkinchi tarmogʻi hisoblanadi. Tugʻma leykotsitlarga "professional" fagotsitlar (makrofaglar, neytrofillar va dendritik hujayralar) kiradi. Bu hujayralar kattaroq patogenlarga jismoniy hujum qilish orqali yoki mikroorganizmlarni yutib, keyin oʻldirish orqali patogenlarni taniydi va yoʻq qiladi. Tugʻma javobda ishtirok etadigan boshqa hujayralar orasida tugʻma limfoid hujayralar, semiz hujayralari, eozinofillar, bazofillar va tabiiy killerlar mavjud.
Fagotsitoz patogenlar yoki zarralarni yutib yuboradigan fagotsitlar tomonidan amalga oshiriladigan hujayraviy tugʻma immunitetning muhim xususiyatidir. Fagotsitlar odatda patogenlarni topish maqsadida tanani kuzatuvga oladi, lekin sitokinlar tomonidan spetsifik joylarga chaqirilishi ham mumkin. Patogen fagotsit tomonidan yutilganidan soʻng, u fagosoma deb ataladigan hujayradagi vezikulaga tushadi va keyinchalik u lizosoma deb ataladigan boshqa pufakcha bilan birlashib, fagolizosoma hosil qiladi. Patogen ovqat hazm qilish fermentlarining faolligi yoki fagolizosomaga respirator portlashi natijasida chiqariladigan erkin radikallar tufayli nobud boʻladi. Fagotsitoz oziqa moddalarini oʻzlashtirish usuli sifatida rivojlandi va uning roli patogenlarni yutish orqali himoya mexanizmgacha kengaydi. Fagotsitoz xoʻjayn himoyasining eng qadimgi shaklidir, chunki fagotsitlar ham umurtqali, ham umurtqasiz hayvonlarda aniqlangan.
Neytrofillar va makrofaglar fagotsitlar boʻlib, ular patogenlarni ortidan quvish uchun tana boʻylab kezib yuradilar. Neytrofillar odatda qon oqimida boʻladi va fagotsitlarning eng koʻp turi hisoblanib, umumiy sirkulyatsiyadagi leykotsitlarning 50-60 % ni tashkil qiladi. Yalligʻlanishning oʻtkir fazasida neytrofillar xemotaksis jarayonida yalligʻlanish joyiga oʻtadi va odatda infeksiya joyiga keladigan birinchi hujayralardir. Makrofaglar toʻqimalarda joylashgan koʻp funksiyali hujayralar boʻlib, fermentlar, kompliment oqsillari va sitokinlarni oʻz ichiga olgan bir qator kimyoviy moddalar ishlab chiqaradi, shu bilan birga ular tanani eskirgan hujayralar va boshqa qoldiqlardan tozalovchi hamda antigen taqdim qiluvchi hujayralar sifatida esa adaptiv immunitet tizimini faollashtiradi.
Dendritik hujayralar — tashqi muhit bilan aloqada boʻladigan toʻqimalardagi fagotsitlardir; shuning uchun ular asosan teri, burun, oʻpka, oshqozon va ichaklarda joylashgan.[37] Ular neyronal dendritlarga oʻxshashligi uchun shunday nomlangan, chunki ikkalasi ham ingichka uchli soxta oyoqchalarga ega. Dendritik hujayralar toʻqimalar bilan tugʻma va adaptiv immun sistemalari oʻrtasida koʻprik boʻlib xizmat qiladi, chunki ular T hujayralariga antigenlarni taqdim etadi. T hujayralar adaptiv immunitet tizimining asosiy hujayralaridan biridir.
Granulotsitlar sitoplazmasida granulalar saqlovchi leykotsitlardir. Ushbu toifaga neytrofillar, semiz hujayralari, bazofillar va eozinofillar kiradi. Semiz hujayralari biriktiruvchi toʻqimalarda va shilliq pardalarda joylashgan boʻlib, yalligʻlanish reaktsiyalarini regulyatsiya qiladi. Ular koʻpincha allergiya va anafilaksiya bilan aloqador boʻladi. Bazofillar va eozinofillar neytrofillarga oʻxshash. Ular parazitlardan himoya qiluvchi kimyoviy mediatorlarni ajratib chiqaradi va allergik reaksiyalarda, masalan, astmada muhim rol oʻynaydi.
Tugʻma limfoid hujayralar (ingl: innate lymphoid cells — ILC) umumiy limfoid progenitor hujayralaridan kelib chiqadigan va limfoid naslga tegishli boʻlgan tugʻma immunitet hujayralari guruhidir. Ushbu hujayralar rekombinatsiyani faollashtiruvchi gen yoʻqligi tufayli antigen-spetsifik B yoki T hujayra retseptorlari (TCR) yetishmasligi bilan belgilanadi. ILClar miyeloid yoki dendritik hujayra markerlarini namoyon etmaydi.
Tabiiy killerlar (TK) tugʻma immun tizimining tarkibiy qismi boʻlib, mikroblarga bevosita hujum qilmaydigan limfotsitlardir. Aksincha, TKlar oʻsma hujayralari yoki virus yuqtirgan hujayralar kabi jarohatlangan xoʻjayin hujayralarini yoʻq qiladi va bunday hujayralarni „yetishmayotgan oʻz“ (ingl: missing self) deb nomlanuvchi holat orqali tanib oladi. Bu atama MHC I (asosiy gistomoslik kompleksi) deb ataladigan hujayra yuzasi markerining hujayralarda kam miqdorda namoyon etilishi bilan tavsiflanadi. Bu holat xoʻjayin hujayralarining virusli infeksiyalar bilan zararlanishida kuzatiladi. Normal tana hujayralari TKlar tomonidan tanib olinmaydi va hujumga uchratilmaydi, chunki ular xoʻjayin MHC antigenlarini oʻzida ishlab chiqaradi. Ushbu MHC antigenlari tabiiy killer immunoglobulin retseptorlari tomonidan tanib olinadi va TKlar ularga tegmaydi.
Yalligʻlanish
Yalligʻlanish immunitet tizimining infeksiyaga eng birinchi javoblaridan biridir. Yalligʻlanish belgilariga toʻqimalarga qon oqimining koʻpayishi natijasida yuzaga keladigan qizarish, shish, mahalliy harorat va ogʻriq kiradi. Yalligʻlanish eykosanoidlar va sitokinlar tomonidan chaqiriladi, ular oʻz navbatida shikastlangan yoki infeksiyalangan hujayralar tomonidan ishlab chiqariladi. Eykosanoidlarga isitma va yalligʻlanish bilan bogʻliq boʻlgan qon tomir kengayishini keltirib chiqaradigan prostaglandinlar va maʼlum turdagi oq qon hujayralarini (leykotsitlar) jalb qiluvchi leykotrienlar kiradi. Keng tarqalgan sitokinlar orasida leykotsitlar oʻrtasidagi aloqa uchun masʼul boʻlgan interleykinlar; xemotaksisga yordam beruvchi xemokinlar va hujayralarda oqsil sintezini toʻxtatuvchi viruslarga qarshi taʼsirga ega boʻlgan interferonlar mavjud. Oʻsish omillari va sitotoksik omillar ham ajratilishi mumkin. Ushbu sitokinlar va boshqa kimyoviy moddalar immunitet hujayralarini infeksiya joyiga jalb qiladi va patogenlar yoʻqotilgandan keyin har qanday shikastlangan toʻqimalarni davolashga yordam beradi. Inflammasomalar deb ataladigan qolip tanuvchi retseptorlar sitosolik PAMQ va JAMQlarga javoban hosil boʻlgan koʻp oqsilli komplekslar (NLR, ASC adapter oqsili va prokaspaza-1 effektor molekulasidan iborat) hisoblanadi. Ularning vazifasi yalligʻlanish sitokinlari boʻlgan IL-1b va IL-18ning aktiv formalarni hosil qilishdir.
Gumoral himoya
Komplement tizimi biokimyoviy kaskad boʻlib, begona hujayralar yuzalariga hujum qiladi. U 20 dan ortiq turli xil oqsillarni oʻz ichiga oladi va antitanalar tomonidan patogenlarni oʻldirish jarayonini „toʻldirgani“ uchun shunday nomlangan. Komplement tugʻma immun javobning asosiy gumoral komponenti hisoblanadi. Koʻpgina turlar, jumladan, oʻsimliklar, baliqlar va baʼzi umurtqasizlar kompliment sistemasiga ega. Odamlarda bu immun javobi komplementning ushbu mikroblarga yopishgan antitanalarga bogʻlanishi yoki komplement oqsillarining mikroblar yuzasidagi uglevodlar bilan bogʻlanishi orqali faollashadi. Bu tanib olish signali tez oʻldirish jarayonini ishga tushiradi. Bu javobning tezligi kompliment oqsillarining ketma-ket proteolitik faollashuvidan keyin sodir boʻladigan signal amplifikatsiyasi natijasidir. Komplement oqsillari dastlab mikrob bilan bogʻlangandan soʻng, ularning proteaza faolliginiyati aktivlashadi, bu esa oʻz navbatida boshqa komplement proteazalarini faollashtiradi va shu kabi davom etadi. Bu musbat feedback orqali nazorat qilinadigan va dastlabki signalni amplifikatsiya qiladigan katalitik kaskadni hosil qiladi. Kaskad immun hujayralarini oʻziga jalb qiladigan peptidlar sinteziga, qon-tomir oʻtkazuvchanligining oshishiga va patogen yuzasini opsonizatsiya (qoplanishi) qilinishiga olib keladi. Komplement depozitsiyasi plazma membranasi butunligini buzgan holda hujayralarni bevosita oʻldirishi ham mumkin.
Adaptiv immun sistemasi
diagram showing the processes of activation, cell destruction and digestion, antibody production and proliferation, and response memory
Birlamchi immun javobdagi jarayonlarning umumiy mexanizmi
Adaptiv immun sistemasi birinchi boʻlib dastlabki umurtqali hayvonlarda rivojlangan va immunologik xotira bilan bir qatorda kuchli immunitetg imkon bergan. Bunda har bir patogen nishon antigen tomonidan „eslab qolinadi“. Adaptiv immun javob antigen-spetsifik boʻlib, antigen taqdim etish jarayoni davomida maxsus yot antigenlarni tanib olishni talab qiladi. Antigen spetsifikligi maʼlum patogenlar yoki patogen bilan kasallangan hujayralarga moslashtirilgan javoblarni shakllantirishga imkon beradi. Ushbu moslashtirilgan javoblarni chiqarish xususiyati „xotira hujayralari“ tomonidan saqlanib turadi. Agar patogen organizmga bir necha marta yuqsa, spetsifik xotira hujayralari uni tezda yoʻq qilishda foydalaniladi.
Antigenni tanib olish
Adaptiv immun sistemasi hujayralari leykotsitlarning maxsus turi limfotsitlar hisoblanadi. B va T hujayralar limfotsitlarning asosiy turlari boʻlib, suyak koʻmigidagi gematopoetik asos hujayralaridan kelib chiqadi. B hujayralar gumoral immun javobda, T hujayralari esa hujayraviy immun javobda ishtirok etadi. T killerlar faqat I sinf MHC molekulalari bilan bogʻlangan antigenlarni taniydi, T helperlar va regulyator T hujayralari esa faqat II sinf MHC molekulalari bilan bogʻlangan antigenlarni taniydi. Antigen taqdim etishning ushbu ikkita mexanizmi ikki xil T hujayralarining turli vazifalarini aks ettiradi. Uchinchi, γδ T hujayralarining kichik subtipi boʻlib, MHC retseptorlari bilan bogʻlanmagan antigenlarni taniydi Ikki tomonlama musbat T hujayralari ayrisimon bezdagi turli xil oʻziniki boʻlgan antigenlar bilan toʻqnashadi, bunda yod uning ayrisimon bezda rivojlanishi va faoliyati uchun zarurdir. Bundan farqli oʻlaroq, B limfotsit antigen spetsifik retseptori B limfotsitlar yuzasida boʻladigan antitana molekulasi hisoblanadi va antigen protsessing jarayonlarisiz nativ (qayta ishlanmagan) antigenlarni taniydi.
Bu kabi antigenlar patogenlar sirtida uchrovchi yirik molekulalar boʻladi, lekin tashuvchi molekula bilan birikkan kichik gaptenlar ham antigen boʻlishi mumkin. B limfotsitlarning har bir nasli turlicha antitana chiqaradi, shuning uchun B limfotsit antigen retseptorlarining ummumiy toʻplami inson tanasi ishlab chiqarishi mumkin boʻlgan barcha antitanalarni ifodalaydi. B yoki T limfotsitlar oʻzlariga tegishli antigenlar bilan toʻqnashishganda, ular boʻlinadi va oʻsha antigenni nishonga oluvchi klon hujayralar hosil qiladi. Bu klonal seleksiya deyiladi.