25.12 : Białka przeciwdrobnoustrojowe

Białka przeciwdrobnoustrojowe są ważnymi składnikami układu odpornościowego. Pomagają organizmowi w walce z patogenami, zabijając je bezpośrednio lub utrudniając procesy ich replikacji. Cztery główne typy substancji przeciwdrobnoustrojowych to interferony, układ dopełniacza, białka wiążące żelazo i białka przeciwdrobnoustrojowe.

Interferony

Interferony (IFN) to białka produkowane przez limfocyty, makrofagi i fibroblasty zakażone wirusami. Chociaż IFN nie mogą zapobiec przedostawaniu się wirusów do komórek gospodarza i przyłączaniu się do nich, mogą zapobiegać ich replikacji. Kiedy komórki zakażone wirusem uwalniają te białka, dyfundują one do pobliskich niezakażonych komórek. Tutaj wyzwalają produkcję białek przeciwwirusowych, które hamują replikację wirusów. Istnieją trzy rodzaje interferonów: alfa, beta i gamma.

IFN alfa (IFN-α) zwiększa aktywność komórek NK i zwiększa ekspresję cząsteczek MHC klasy I. Podczas gdy IFN-α jest wytwarzany głównie przez plazmocytoidalne komórki dendrytyczne i leukocyty, IFN beta (IFN-β) jest wytwarzany głównie przez fibroblasty i komórki nabłonkowe. Oprócz kontrolowania infekcji wirusowych, IFN-β pomaga zmniejszyć stan zapalny poprzez hamowanie produkcji cytokin prozapalnych. IFN gamma (IFN-γ), wytwarzany przez limfocyty T i komórki NK, jest krytyczny dla odporności adaptacyjnej i odgrywa kluczową rolę w aktywacji makrofagów.

Układ dopełniacza

Układ dopełniacza to grupa białek w osoczu krwi i błonach plazmatycznych. Po aktywacji białka te wzmacniają reakcje immunologiczne. Układ dopełniacza może być aktywowany przez trzy różne ścieżki: ścieżkę klasyczną, ścieżkę alternatywną i ścieżkę lektynową. Każda ścieżka jest wyzwalana przez różne bodźce, ale zbiega się w jednej sekwencji zdarzeń prowadzących do odpowiedzi immunologicznej.

Po aktywacji układ dopełniacza wykonuje cytolizę, tworząc kompleks atakujący błonę MAC (ang. Membrane Attack Complex), który tworzy pory w błonach patogenów, powodując ich pękanie. Wzmacnia również fagocytozę poprzez opsonizację, w której białka dopełniacza pokrywają patogeny, ułatwiając ich pochłanianie przez fagocyty. Ponadto białka dopełniacza, takie jak C3a i C5a, wyzwalają stan zapalny, stymulując uwalnianie histaminy, zwiększając przepuszczalność naczyń krwionośnych i przyciągając komórki odpornościowe do miejsca zakażenia.

Białka wiążące żelazo

Białka wiążące żelazo hamują wzrost określonych bakterii poprzez zmniejszenie dostępności wolnego żelaza. Wiele bakterii polega na żelazie w celu wzrostu i metabolizmu, więc te białka tworzą środowisko ograniczone żelazem, które hamuje proliferację bakterii. Przykłady obejmują:

• Transferynę we krwi i płynach tkankowych.
• Laktoferynę w mleku, ślinie i śluzie.
• Ferrytynę w wątrobie, śledzionie i czerwonym szpiku kostnym.

Białka przeciwdrobnoustrojowe

Białka przeciwdrobnoustrojowe czyli AMP (ang. antimicrobial peptides) to krótkie peptydy o szerokim spektrum działania przeciwdrobnoustrojowego. Te małe białka mogą bezpośrednio zabijać patogeny, zakłócając ich błony komórkowe lub otoczki wirusowe, co narusza ich integralność strukturalną. To zaburzenie powoduje śmierć patogenu, co sprawia, że ​​peptydy przeciwdrobnoustrojowe są kluczową pierwszą linią obrony wrodzonego układu odpornościowego. Przykłady AMP obejmują dermcydynę z gruczołów potowych, trombocytynę z płytek krwi oraz defensyny i katelicydyny z neutrofili, makrofagów i nabłonków. Oprócz zabijania szerokiej gamy drobnoustrojów, AMP mogą przyciągać komórki dendrytyczne i komórki tuczne, które uczestniczą w odpowiedziach immunologicznych. Co ciekawe, drobnoustroje wystawione na działanie AMP nie wydają się rozwijać oporności, co często zdarza się w przypadku antybiotyków.