В опсонины являются иммунные молекулы системы , которые связываются с антигеном и иммунных клеток , известных как фагоциты, облегчающих фагоцитоз. Некоторыми примерами фагоцитарных клеток, которые могут участвовать в этом процессе, являются макрофаги.
Как только патоген преодолевает анатомические и физиологические барьеры хозяина, он может вызвать инфекцию и болезнь. Таким образом, иммунная система реагирует на это вторжение, обнаруживая инородное тело с помощью датчиков и атакуя его с помощью продуманного механизма ответа.
Действие опсонинов. Автор Грэм Колм, из Wikimedia Commons. Хотя фагоцитам не требуются опсонины, чтобы они могли распознавать и покрывать свои мишени, они действуют намного эффективнее в их присутствии. Этот механизм связывания опсонинов с чужеродными патогенами и действия в качестве метки называется опсонизацией. Без этого механизма распознавание и уничтожение вторгшихся агентов было бы неэффективным.
Характеристики
Опсонины покрывают частицы, подлежащие фагоцитозу, взаимодействуя с антигенами. Таким образом, фагоцитарные клетки, такие как макрофаги и дендритные клетки, которые экспрессируют рецепторы опсонинов, связываются с опсонизированными патогенами через эти рецепторы и, наконец, фагоцитируют их.
Таким образом, опсонины действуют как своего рода мост между фагоцитом и фагоцитируемой частицей.
Опсонины отвечают за противодействие репеллентной силе между отрицательными клеточными стенками и способствуют абсорбции патогена макрофагом.
Без действия опсонинов отрицательно заряженные клеточные стенки патогена и фагоцита отталкиваются друг от друга, поэтому чужеродный агент может избежать их разрушения и продолжить репликацию в организме хозяина.
Итак, опсонизация - это противомикробная стратегия, направленная на замедление и устранение распространения болезни.
Типы
Существует несколько типов опсонинов, в том числе лектин, связывающий маннозу, иммуноглобулины изотипа IgG и компоненты системы комплемента, такие как C3b, iC3b или C4b.
Лектин, связывающий маннозу, вырабатывается в печени и попадает в кровь. Он обладает способностью связываться с повторениями сахаров, присутствующих в микроорганизмах, способствуя их разрушению за счет активации системы комплемента через ассоциацию сериновых протеаз.
IgG - единственный изотип иммуноглобулина, который обладает способностью проникать через плаценту из-за своего небольшого размера. Есть 4 подизотипа, которые выполняют определенные функции.
C3b, является основным компонентом, образующимся после распада белка C3 системы комплемента.
iC3b образуется, когда фактор комплемента I расщепляет белок C3b.
Наконец, C4b является продуктом протеолиза C1q, который представляет собой комплекс белков, которые при образовании комплексов антиген-антитело активируются в соответствии с последовательностью.
Важно отметить, что опсонизация патогена может происходить через антитела или систему комплемента.
Антитела
Антитела являются частью адаптивной иммунной системы, которые вырабатываются плазматическими клетками в ответ на определенный антиген. Антитело имеет сложную структуру, которая придает специфичность определенным антигенам.
На концах тяжелой и легкой цепей антитела имеют вариабельные области (антигенсвязывающие сайты), которые позволяют антителу приспосабливаться как «ключ в замке». После того, как антигенсвязывающие сайты заняты, стволовая область антитела связывается с рецептором на фагоцитах.
Таким образом, патоген захватывается фагосомой и уничтожается лизосомами.
Кроме того, комплекс антиген-антитело также может активировать систему комплемента. Например, иммуноглобулин M (IgM) очень эффективно активирует комплемент.
Антитела IgG также способны связываться с эффекторными иммунными клетками через их константный домен, вызывая высвобождение продуктов лизиса из иммунных эффекторных клеток.
Система комплемента
Система комплемента, в свою очередь, включает более 30 белков, которые повышают способность антител и фагоцитарных клеток бороться с вторгающимися организмами.
Белки комплемента, обозначаемые буквой «C» для обозначения комплемента, состоят из 9 белков (от C1 до C9), которые неактивны, когда циркулируют по всему человеческому телу. Однако при обнаружении патогена протеазы расщепляют неактивные предшественники и активируют их.
Однако реакция организма на присутствие патогена или инородного тела может осуществляться тремя способами: классическим, альтернативным и лектиновым.
Более 3-х белков работают вместе, дополняя действие антител по уничтожению патогенов. Автор Perhelion, из Wikimedia Commons. Независимо от пути активации, все три сходятся в одной точке, где образуется комплекс мембранной атаки (MAC).
МАК состоит из комплекса белков комплемента, которые связаны с внешней частью плазматической мембраны патогенных бактерий и образуют своего рода поры. Конечная цель порообразования - вызвать лизис микроорганизма.
Приемники
Как только C3b генерируется любым из путей системы комплемента, он связывается с множеством участков на клеточной поверхности патогена, а затем присоединяется к рецепторам, экспрессируемым на поверхности макрофага или нейтрофила.
На лейкоцитах экспрессируются четыре типа рецепторов, распознающих фрагменты C3b: CR1, CR2, CR3 и CR4. Недостаток этих рецепторов делает человека более подверженным постоянным инфекциям.
C4b, как и C3b, может связываться с рецептором CR1. В то время как iC3b присоединяется к CR2.
Среди рецепторов Fc выделяются FcℽR, которые распознают разные подизотипы IgG.
Связывание опсонизированной частицы с рецепторами фагоцитов на клеточной поверхности (рецепторами Fc) запускает образование псевдоподов, которые окружают чужеродную частицу подобно застежке-молнии, посредством взаимодействий рецептор-опсонин.
Когда псевдоноды встречаются, они сливаются, образуя вакуоль или фагосому, которая затем связывается с лизосомой в фагоците, которая разряжает батарею ферментов и токсичных антибактериальных форм кислорода, инициируя переваривание чужеродной частицы для ее удаления.
Ссылки
- Маккалок Дж., Мартин С.Дж. Анализы клеточной активности. 1994. Клеточная иммунология, стр.95-113.
- Роос А., В. Сюй, Кастеллано Г., Наута А.Дж., Гарред П., Даха М.Р., ван Кутен С. Мини-обзор: ключевая роль врожденного иммунитета в очищении апоптозных клеток. Европейский журнал иммунологии. 2004; 34 (4): 921-929.
- Sarma JV, Ward PA. Система комплемента. Исследования клеток и тканей. 2011; 343 (1), 227-235.
- Тау Л., Махаджан К. Физиология, опсонизация. 2018. StatPearls Publishing. Получено с https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK534215/.
- Томас Дж., Киндт Ричард А. Голдсби, Амхерстский колледж, Барбара А. Осборн. Хавьер де Леон Фрага (ред.). 2006. В шестом издании иммунологии Куби. стр. 37, 94-95.
- Вах С., Айманианда В. Растворимые медиаторы хозяина: бросая вызов иммунологической инертности конидий Aspergillus fumigatus. Журнал грибов. 2018; 4 (3): 1-9.
- Zhang Y, Hoppe AD, Swanson JA. Координация передачи сигналов рецептора Fc регулирует клеточную приверженность фагоцитозу. Труды Национальной академии наук. 2010; 107 (45): 19332-9337.