25.14 : Nadzór immunologiczny za pomocą komórek NK i fagocytów

Nadzór immunologiczny jest integralną częścią wrodzonego układu odpornościowego, obejmującą ciągły monitoring tkanek obwodowych w celu wykrywania i reagowania na patogeny, zakażone komórki lub komórki nowotworowe. Nadzór ten jest prowadzony głównie przez komórki NK (natural killer) i fagocyty, które wykorzystują odrębne, ale uzupełniające się mechanizmy w celu identyfikacji i eliminacji zagrożeń.

Komórki NK: szybko reagujące

Komórki NK to duże ziarniste limfocyty znajdujące się we krwi i układzie limfatycznym. Te limfocyty reagują szybko i są wyjątkowo zdolne do rozpoznawania i eliminowania zakażonych lub nowotworowych komórek. W przeciwieństwie do innych komórek odpornościowych, komórki NK nie polegają na fagocytozie — procesie pochłaniania i trawienia obcych substancji. Zamiast tego indukują apoptozę (programowaną śmierć komórki) w komórkach docelowych, co czyni je szczególnie skutecznymi w walce z atakującymi patogenami.

Komórki NK wykorzystują receptory rozpoznawania wzorców PRR (ang. pattern recognition receptors) do identyfikacji cząsteczek wywołanych stresem na powierzchni zainfekowanych lub złośliwych komórek. Te PRR wykrywają ogólne wzorce związane z patogenami i stresem komórkowym, takie jak białka wirusowe lub zmiany w ekspresji cząsteczek głównego układu zgodności tkankowej MHC (ang. major histocompatibility complex) klasy I. Po rozpoznaniu komórki docelowej komórki NK zostają aktywowane.

Ta aktywacja uruchamia ponowne ustawienie aparatu Golgiego w komórce NK, kierując ją w stronę komórki docelowej. Następnie aparat Golgiego uwalnia pęcherzyki wydzielnicze zawierające cytotoksyczne cząsteczki, takie jak perforyna i granzymy. Perforyna jest silnym białkiem, które tworzy pory w błonie komórki docelowej, tworząc kanały, przez które mogą przedostać się granzymy. Po dostaniu się do środka granzymy aktywują ścieżki apoptotyczne, co prowadzi do zaprogramowanej śmierci komórki docelowej. Ta metoda indukowania apoptozy jest wysoce skuteczna w eliminowaniu komórek zakażonych wirusem i komórek nowotworowych bez powodowania nadmiernego stanu zapalnego lub uszkodzenia otaczających tkanek.

Rola fagocytów: neutrofile i makrofagi

Uzupełniając działania komórek NK, fagocyty odgrywają również kluczową rolę w nadzorze immunologicznym. Dwa główne typy fagocytów to neutrofile i makrofagi. Komórki te są odpowiedzialne za wchłanianie drobnoustrojów i usuwanie zanieczyszczeń z organizmu, każda z nich ma swój unikalny wkład.

Neutrofile są najliczniejszym typem białych krwinek i często służą jako pierwsi reagujący na infekcje. Komórki te są bardzo mobilne i mogą szybko dotrzeć do miejsc infekcji, gdzie pochłaniają i niszczą atakujące drobnoustroje. Z drugiej strony makrofagi to większe fagocyty pochodzące z monocytów. Występują praktycznie we wszystkich tkankach i można je klasyfikować jako makrofagi osiadłe lub wędrujące na podstawie ich lokalizacji i mobilności. Makrofagi nie tylko połykają i niszczą drobnoustroje, ale także odgrywają kluczową rolę w prezentacji antygenu. Jest to niezbędne do aktywacji adaptacyjnych odpowiedzi immunologicznych, co umożliwia układowi odpornościowemu rozpoznawanie i zapamiętywanie określonych patogenów oraz zapewnia długoterminową odporność na powtarzające się infekcje.

Neutrofile i makrofagi wykorzystują również PRR do wykrywania i wiązania się z patogenami. Po zidentyfikowaniu patogenu fagocyt wysuwa pseudopody, aby pochłonąć intruza, zamykając go w błonowym pęcherzyku fagocytarnym zwanym fagosomem. Następnie fagosom łączy się z lizosomem, tworząc fagolizosom. W fagolizosomie różne enzymy trawienne i reaktywne formy tlenu degradują i niszczą patogen. Ten proces nie tylko usuwa infekcję, ale także dostarcza antygenów, które mogą być prezentowane innym komórkom układu odpornościowego, co dodatkowo wzmacnia odpowiedź immunologiczną.