Czytaj ten artykuł w:

Układ odpornościowy i odporność świń: Odporność błon śluzowych

Powierzchnie błon śluzowych dzięki wrodzonym i nabytym mechanizmom immunologicznym rozwinęły zdolność do ochrony gospodarza, przed potencjalnie szkodliwymi patogenami.

Integralność nabłonka oraz wydzielanie śluzu są pierwszą fizyczną linią obrony przeciwko antygenom, toksynom oraz mikroorganizmom. Ponadto, nabłonek oraz komórki układu odpornościowego w odpowiedzi na kontakt z patogenem wydzielają proteiny przeciwbakteryjne (AMPs).

Najważniejszą linią obrony przeciwko patogenom są komórki odporności wrodzonej oraz nabytej związane z powierzchnią. Są one zorganizowane zarówno w zdefiniowane struktury, zwane Tkanką Limfatyczną Związaną z Błoną Śluzową (MALT), takie jak: Tkanka Limfatyczna Przewodu Pokarmowego (GALT), Tkanka Limfatyczna Oskrzeli (BALT), Tkanka Limfatyczna Nosa i Gardła (NALT) itp., oraz tkankę limfatyczną w formie rozsianej w nabłonku i błonie podstawnej.

Ekspresja Receptorów Rozpoznających Antygeny (PRR) głównie rec. TLR oraz NOD- podobnych (ang. NLRs), w nabłonku oraz na komórkach układu odpornościowego moduluje rozpoznawanie oraz stopień nasilenia reakcji zapalnej / odpowiedzi immunologicznej przeciwko mikroorganizmom.

Odporność błony śluzowej przewodu pokarmowego rozwija się od urodzenia, w powiązaniu z kolonizacją jelit przez mikrobiotę. Jest ona niezbędna do procesu dojrzewania immunologicznego i rozwoju GALT, wpływając na występowanie subpopulacji limfocytów efektorowych i limfocytów B biorących udział w wytwarzaniu IgA. Różne subpopulacje limfocytów CD4, CD8 i γδT oraz komórki odporności wrodzonej są zlokalizowane w blaszce podstawnej oraz nabłonku. (Rys 1).

Rys 1: Schematyczne przedstawienie tkanek limfoidalnych związanych z jelitem: kępka Peyera (PPs), izolowane grudki chłonne i krezkowe węzły chłonne.

Rys 1: Schematyczne przedstawienie tkanek limfoidalnych związanych z jelitem: kępka Peyera (PPs), izolowane grudki chłonne i krezkowe węzły chłonne.

Najważniejszymi typami limfocytów T-pomocniczych w tkance jelit są limfocyty T regulatorowe (Treg), Th1, Th2 i Th17. Limfocyty odporności wrodzonej (ILCs) odgrywają również kluczową rolę w odpowiedziach immunologicznych na powierzchni błon, wchodząc w interakcję z innymi komórkami odporności wrodzonej jak i nabytej- głównie z Th17.

Ponadto, mikroflora jelitowa, hamuje kolonizację i wzrost patogenów, poprzez przekazywanie sygnałów zapoczątkowujących wrodzone mechanizmy, np. wydzielanie białek przeciwdrobnoustrojowych.

W płucach, komórki cytotoksyczne CD4 Th1 i CD8 występują jako komórki efektorowe przeciwko patogenom wewnątrzkomórkowym. Występują także inne typy komórek np. Th2, Th17, Treg i TFh

Odporność błon śluzowych jest w stanie rozróżnić mikroorganizmy komensalne, antygeny pokarmowe, pochodzenia aerogennego oraz pierwotne patogeny.

Antygeny pochodzenia aerogennego, antygeny pokarmowe oraz flora komensalna na ogół nie stymulują odpowiedzi zapalnej / odpornościowej, ale indukują powstawanie tolerancji immunologicznej (Rys. 2).

Rys. 2: Tolerancja immunologiczna bakterii komensalnych. W procesie pośredniczą limfocyty Treg z wytwarzaniem cytokin, takich jak IL-10 i TGFβ. W szczególności w jelitach wydzielanie swoistych IgA blokuje przyleganie bakterii komensalnych, tak więc dochodzi do modulowania składu mikrobioty i zapobieganiu jej ew rozsiania wieloukładowego.

Rys. 2: Tolerancja immunologiczna bakterii komensalnych. W procesie pośredniczą limfocyty Treg z wytwarzaniem cytokin, takich jak IL-10 i TGFβ. W szczególności w jelitach wydzielanie swoistych IgA blokuje przyleganie bakterii komensalnych, tak więc dochodzi do modulowania składu mikrobioty i zapobieganiu jej ew rozsiania wieloukładowego.

Funkcjonalnie, odpowiedzi immunologiczne na powierzchniach błon śluzowych są rozróżniane ze względu na miejsce indukcji oraz działania:

  1. Miejsca indukcyjne: PP, izolowane grudki limfatyczne (ILF), NALT, BALT, krezkowe węzły chłonne (MLN). Podział antygenów i aktywacja odpowiedzi immunologicznej.
  2. Miejsca efektorowe: warstwa podstawna błony śluzowej jelita, górnych dróg oddechowych, układu moczowo-płciowego, gruczołu mlekowego i ślinowego. Wywołanie odpowiedzi z zaangażowaniem zarówno zapalnych/wrodzonych, jak i swoistych mechanizmów.

W miejscach indukcyjnych, antygeny są wychwytywane przez komórki mikrokolumnowe (M), które transportują i uwalniają antygeny do przestrzeni zewnątrzkomórkowej, gdzie są wychwytywane i przetwarzane przez znajdujące się tam komórki dendrytyczne; DC w blaszce podstawnej może również bezpośrednio wychwytywać antygen za pomocą reakcji cytoplazmatycznych pomiędzy enterocytami.

W PP prezentacja antygenu limfocytom T-pomocniczym stymuluje limfocyty B do zmiany klas w kierunku produkcji i sekrecji IgA w blaszce podstawnej i świetle jelita- mechanizm efektorowy defensywny (Rys 3). Alternatywnie, obarczone antygenami jelitowe DC migrują do krezkowego węzła limfatycznego indukując późniejszą ekspresję limfocytów T i B specyficznych wobec antygenu; następuje migracja aktywowanych limfocytów B, co zapewnia lokalną produkcję IgA, a także reakcję nawet na powierzchni oddalonej błony śluzowej (Rys 4).

Rys 3: Wytwarzanie przeciwciał IgA w kępkach Peyera.

Rys 3: Wytwarzanie przeciwciał IgA w kępkach Peyera.

Rys. 4: Wytwarzanie IgA w krezkowych węzłach chłonnych i odpowiedź ogólnoustrojowa. Proliferujące i aktywowane limfocyty B i T migrują z limfy do krwi, u świni bezpośrednio przez HEV, większość z nich powraca do jelita lub dociera do innych powierzchni błony śluzowej (miejsca efektorowe), takich jak płuca, gruczoł mlekowy i układ moczowo-płciowy

Rys. 4: Wytwarzanie IgA w krezkowych węzłach chłonnych i odpowiedź ogólnoustrojowa. Proliferujące i aktywowane limfocyty B i T migrują z limfy do krwi, u świni bezpośrednio przez HEV, większość z nich powraca do jelita lub dociera do innych powierzchni błony śluzowej (miejsca efektorowe), takich jak płuca, gruczoł mlekowy i układ moczowo-płciowy

Podobnie, przez przeniesienie komórek z dala od tkanki limfatycznej oskrzeli została wykazana zdolność immunizacji przez błonę śluzową nosa do przekazywania odpowiedzi immunologicznej, zarówno lokalnie, jak i na odległość.

W miejscach efektorowych odpowiedź immunologiczna zmienia się w zależności od patogenu, z którym następuje kontakt (Rys. 5).

W przypadku wewnątrzkomórkowego zakażenia patogenem, odpowiedź zapalna, w której pośredniczą rec. TLR i NOD, zachodzi wraz z kolejną aktywacją odpowiedzi immunologicznej zależnej od Thl, aktywacji komórek NK i cytotoksycznych limfocytów T zdolnych do zabijania i niszczenia zainfekowanych komórek; ta odpowiedź może być połączona z efektywną aktywacją kom B i wydzielaniem przeciwciał powierzchniowych.

Limfocyty γδT IE są zaangażowane we wczesną eliminację zakażonych komórek, w wydzielaniu AMP, jak również w utrzymaniu równowagi wewnętrznej jelita.

Odpowiedź, w której pośredniczą Th17 obecne w dużej ilości w blaszce podstawnej jelita, odgrywa kluczową rolę w ochronie błon śluzowych głównie przed bakteriami zewnątrzkomórkowymi, bakteriami, grzybami, ale także przed wirusami. Podczas odpowiedzi zapalnej, limfocyty Th17 aktywowane przez IL-23, wydzielają IL-17 i IL-22- cytokiny stymulujące wytwarzanie peptydów przeciwbakteryjnych oraz rekrutację i aktywację zapalnych granulocytów obojętnochłonnych (Rys 5).

Figure 5. Ogólny obraz odpowiedzi immunologicznej błon śluzowych przeciwko patogenom.

Figure 5. Ogólny obraz odpowiedzi immunologicznej błon śluzowych przeciwko patogenom.

W płucach ochrona przed patogenami obejmuje produkcję zapalnych cytokin (TNFα, IL-1β i MIP-1α i MIP-1β) oraz rekrutację neutrofili, makrofagów i limfocytów, takich jak limfocyty T CD4, limfocyty T CD8 i limfocyty γδT.

Wytwarzanie i wydzielanie przeciwciał IgA jest głównym mechanizmem odporności śluzówkowej (Rys. 6).

Rys. 6: "Przełączanie" w kierunku IgA jest głównie regulowane przez aktywację limfocytów Th2 z wytwarzaniem cytokin TGF-β, IL-4, IL-5, IL-13. Wydzielany dimer IgA wiąże się z receptorem (pIgR) na podstawnej powierzchni komórek nabłonkowych. Kompleks jest przetwarzany w komórce i przed migracją przez powierzchnię światła receptor ulega rozszczepieniu, a IgA pozostają związane z resztą receptora (składnik wydzielniczy)

Rys. 6: "Przełączanie" w kierunku IgA jest głównie regulowane przez aktywację limfocytów Th2 z wytwarzaniem cytokin TGF-β, IL-4, IL-5, IL-13. Wydzielany dimer IgA wiąże się z receptorem (pIgR) na podstawnej powierzchni komórek nabłonkowych. Kompleks jest przetwarzany w komórce i przed migracją przez powierzchnię światła receptor ulega rozszczepieniu, a IgA pozostają związane z resztą receptora (składnik wydzielniczy)

IgA przeważają we wszystkich powierzchniowych i śluzówkowych wydzielinach; ciągłe wydzielanie IgA zachodzi w przypadku komórek plazmatycznych obecnych w tkance limfatycznej oraz błonie śluzowej.

W jelitowych PP, aktywacja limfocytów B pobudza komórki plazmatyczne do wydzielania IgA. IgA są głównie wydzielane jako dimery IgA, w których dwa monomery są połączone łańcuchem J oraz połączone ze składnikiem sekrecyjnym, który chroni s-IgA przed działaniem enzymów proteolitycznych jelit. IgA zapobiegają przyleganiu wirusów i bakterii do komórek nabłonka (mechanizm immuno-wykluczenia); są zdolne do wiązania białek wirusowych w komórce i blokowania replikacji (neutralizacji wewnątrzkomórkowej); jak również wiązania antygenów penetrujących błony śluzowe i transportu ich przez nabłonek, w celu ich eliminacji (usunięcie antygenu)

Przełączanie" w kierunku IgA jest głównie regulowane przez aktywację limfocytów Th2 z wytwarzaniem cytokin TGF-β, IL-4, IL-5, IL-13. Wydzielany dimer IgA wiąże się z receptorem (pIgR) na podstawnej powierzchni komórek nabłonkowych. Kompleks jest przetwarzany w komórce i przed migracją przez powierzchnię światła receptor ulega rozszczepieniu, a IgA pozostają związane z resztą receptora (składnik wydzielniczy)

W drogach oddechowych,, IgA dominuje w bliższych odcinkach(jamach nosowych, gardle, krtani, tchawicy, oskrzelach), podczas gdy w dalszych odcinkach (oskrzela i pęcherzyki płucne) występuje głównie ogólnoustrojowa odpowiedź immunologiczna z udziałem węzłów chłonnych i dominującego wydzielania IgG.

Komentarz do artykułu

To miejsce jest przeznaczone do dyskusji między użytkownikami pig333.com a nie do zadawania pytań autorom artykułów

Dostęp tylko dla użytkowników portalu 3trzy3. Zaloguj się aby dodać komentarz.

Niezarejestrowany użytkownik 333?Zarejestruj sięszybko i bezpłatnie i uzyskaj dostęp do wszystkich serwisówJesteś zarejestrowany w 333?WEJDŹKliknij tu jeśli zapomniałeś hasła, wyślemy je do Ciebie

tags