- Różnice w układzie odpornościowym kręgowców i bezkręgowców
- Odporność wrodzona i nabyta
- Główny kompleks zgodności tkankowej
- Odbiorcy
- System limfatyczny
- Odpowiedź humoralna
- Fizyczne bariery chemiczne
- Bibliografia
Układ odpornościowy kręgowca i bezkręgowca ma kilka różnic, ponieważ każda grupa ma swoje własne morfologiczne cechy anatomiczne. To, co immunologicznie odróżnia kręgowca od bezkręgowca, to rodzaj używanego przez niego systemu obronnego. Bezkręgowce mają wrodzony układ odpornościowy, składający się z rozpuszczalnych i komórkowych składników.
Z drugiej strony kręgowce są jedynymi zwierzętami posiadającymi nabyty lub adaptacyjny układ odpornościowy, złożony z przeciwciał i limfocytów typu B i T. We wrodzonym układzie odpornościowym nie ma „pamięci”, która pozwoliłaby mu rozpoznać patogeny, które zaraziły się przed zwierzęciem. Wręcz przeciwnie, nabyty układ odpornościowy ma specjalne struktury, które pełnią tę funkcję.
Lymphocyte T. Źródło: NIAID / NIH, za Wikimedia Commons
Oba systemy, niezależnie od budowy komórkowej zwierzęcia, jego różnorodności czy stopnia rozwoju, posiadają mechanizmy chroniące je przed patogenami. W ten sposób chronią je przed bakteriami i wirusami, które mogłyby spowodować nieodwracalne uszkodzenia gospodarza.
Te działania obronne różnią się znacznie w całej skali filogenetycznej. Tendencja jest taka, że gdy wspinasz się po drabinie, odpowiedzi immunologiczne są bardziej złożone, specyficzne i skuteczne.
Różnice w układzie odpornościowym kręgowców i bezkręgowców
Odporność wrodzona i nabyta
Bezkręgowce posiadają naturalny lub wrodzony układ odpornościowy, którego mechanizmy chronią je przed infekcjami wywołanymi czynnikami zakaźnymi. Składa się z komórek o zdolności fagocytarnej i składników humoralnych.
Pszczoła, bezkręgowiec
W tym układzie wrodzonym zwierzę-gospodarz nie ma „pamięci immunologicznej” odpowiedzi na infekcyjne ataki, które już otrzymało. Oznacza to, że komórki tego systemu identyfikują bakterie i działają na nie w sposób ogólny, nie dając gospodarzowi długotrwałej odporności na nie.
Naturalny układ odpornościowy działa natychmiast, wywołując takie reakcje, jak tworzenie się guzków, fagocytoza, aglutynacja i hermetyzacja patogenu.
Kręgowce mają również wrodzony układ odpornościowy. Ma to te same cechy, co bezkręgowce, z wyjątkiem tego, że komórki fagocytarne są bardziej rozwinięte i występują w większej różnorodności.
Jednak kręgowce mają również nabyty układ odpornościowy. Wszystkie, z wyjątkiem agnatów, wytwarzają przeciwciała, mają limfocyty T i cząsteczki głównego kompleksu zgodności histologicznej (HCM).
Złota żaba, kręgowiec
To pozwala im rozpoznawać wiele różnych struktur antygenowych, mając zdolność „zapamiętywania” poprzednich ekspozycji. Ponadto mogą skuteczniej reagować na kolejne narażenia na tę samą infekcję.
Główny kompleks zgodności tkankowej
Ogromna większość kręgowców, w przeciwieństwie do bezkręgowców, ma cząsteczki MHC (główny kompleks zgodności tkankowej), które uczestniczą w specyficznych odpowiedziach immunologicznych, zarówno komórkowych, jak i humoralnych. Te cząsteczki odgrywają ważną rolę, ponieważ pomagają limfocytom T w rozpoznawaniu antygenów.
Oprócz tego geny głównego kompleksu zgodności tkankowej, nieobecne u bezkręgowców, zwiększają lub zmniejszają podatność kręgowców na atak choroby zakaźnej.
Odbiorcy
Wrodzona odporność bezkręgowców identyfikuje wzorce cząsteczek patogenu, które nie są obecne w komórkach żywiciela. Te cząsteczki nazywane są wzorcem cząsteczek związanym z patogenem (PMAO).
Ten wzorzec jest rozpoznawany przez receptory rozpoznawania wzorców (PRR) i przez receptory Toll-podobne (TLR); są to białka, które identyfikują szerokie spektrum patogenów, stymulując odpowiedzi, które są na ogół zapalne.
PRR znajdują się w komórkach natywnego układu odpornościowego, odgrywając rolę w identyfikacji cząsteczek związanych z drobnoustrojami. Po wykryciu inicjują odpowiedź typu immunologicznego.
Nabyty układ odpornościowy, typowy dla kręgowców, ma bardziej wyrafinowane mechanizmy obronne. Są one dynamicznie połączone z tymi z wrodzonego układu odpornościowego.
Funkcjonalną i anatomiczną jednostką nabytego układu jest limfocyt. Jest to rodzaj leukocytów, których funkcją jest regulacja adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej, reagując na obecność obcych materiałów, takich jak komórki nowotworowe i mikroorganizmy.
Istnieją limfocyty T, komórki B i NK, które są odpowiedzialne za niszczenie zakażonych komórek. Typy T i B mają specyficzne receptory, które są odpowiedzialne za produkcję przeciwciał.
System limfatyczny
U kręgowców układ limfatyczny odpowiada między innymi za odpowiedź immunologiczną na patogeny, które mogą atakować organizm.
Ta anatomiczna struktura przenosi limfę. Składa się z pierwotnych narządów limfatycznych, w których znajdują się grasica, węzły chłonne i szpik kostny. W tych limfocytach są generowane, różniące się limfocytami T i B.
Wtórnymi narządami limfatycznymi są śledziona, węzły chłonne i tkanki limfoidalne związane z błoną śluzową. W tych tkankach limfocyty T i B wchodzą w kontakt z patogenami i ich antygenami, wyzwalając ich aktywację i namnażanie w celu ich zniszczenia.
Bezkręgowce nie posiadają układu limfatycznego. U mięczaków i stawonogów układ odpornościowy znajduje się w hemolimfie. W nim znajdują się hemocyty, które są komórkami fagocytarnymi wrodzonego układu odpornościowego.
Odpowiedź humoralna
Wśród rozpuszczalnych czynników układu odpornościowego zwierzęta bezkręgowe nie mają specyficznych struktur, takich jak przeciwciała kręgowców. Jednak mają substancje wytwarzane w większym stopniu przez hemocyty. Przykładem takich związków są opsoniny, białka pełniące funkcję opsonizatora.
W stawonogach występują peptydy, takie jak peptydy liniowe i cykliczne, które reagują na obecność drobnoustrojów i grzybów. Owady, szkarłupnie i mięczaki zawierają lizozym.
IL-1 bezkręgowców stymuluje fagocytozę hemocytów, a także bierze udział w otorbieniu i tworzeniu guzków.
Kręgowce są jedynymi, które mają zdolność do wytwarzania specyficznych przeciwciał przeciwko różnorodnym patogenom, które mogą je atakować.
Jeśli chodzi o ilość i rodzaj immunoglobulin, istnieje większa złożoność i różnorodność, gdy idzie się w górę skali filogenetycznej
Kręgowce mają immunoglobulinę M, z wyjątkiem agnatów, które mają przeciwciała z łańcuchami ciężkimi z wiązaniami tioestrowymi.
Fizyczne bariery chemiczne
U bezkręgowców można znaleźć galaretowate bariery, takie jak śluzopodobne wydzieliny mięczaków i pierścienic. Istnieją również o dużej twardości, takie jak egzoszkielet stawonoga.
Wśród barier, które próbują zapobiec przedostawaniu się patogenów do żywiciela, są m.in. cykliczne peptydy (drosomycyna, peptydy liniowe (peptydy bakteryjne anty-Grama i cekropiny), aglutyniny.
Różnorodność barier u kręgowców jest różna u ryb, płazów, ptaków i ssaków. Wspólną barierą u wszystkich tych zwierząt jest skóra, która pokrywa i chroni organizm. Można je znaleźć pokryte łuskami, włosami i piórami.
Naturalne ujścia ciała, takie jak nozdrza, otaczają struktury obronne, takie jak śluz, kaszel i lizozym, który znajduje się we łzach i ślinie.
Inne substancje przeciwdrobnoustrojowe u kręgowców to między innymi kwaśne pH występujące w żołądku i flora bakteryjna jelita.
Bibliografia
- Africa González Fernández i María O. Benitez Cabañas (2014) Filogeneza układu odpornościowego. Immunologia online. To prawda, odzyskany z immunologii online
- Rinkevich (2002). Bezkręgowce a kręgowce Odporność wrodzona: w świetle ewolucji Biblioteka internetowa Willey. Odzyskany z onlinelibrary.wiley.com.
- Tom JLittle, Benjamin O'Connor, Nick Colegrave, KathrynWatt, Andrew FRead (2003). Przeniesienie odporności swoistej dla szczepu u bezkręgowca od matki. Science direct. Odzyskany z .sciencedirect.com.
- Antón Marín, Yanet, ‚Salazar Lugo, Raquel (2009). The Invertebrate Immune System Pobrano z redalyc.org.
- Wilting J, Papoutsi M, Becker J (2004). Układ naczyniowy limfatyczny: wtórny czy pierwotny? NCBI. Odzyskany z ncbi.nlm.nih.go
- Francisco Vargas-Albores i Medo Ortega-Rubio (1994). Humoralny układ odpornościowy owadów. Brama badawcza. Odzyskany z researchgate.net.
- Luis Rendón, José Luis Balcázar (2003). Immunologia krewetek: podstawowe pojęcia i najnowsze osiągnięcia. Wodny. Odzyskany z revistaaquatic.com.
- W Sylvester Fredrick, S. Ravichandran (2012). Białka hemolimfy w morskich skorupiakach. NCBI. Odzyskany z ncbi.nlm.nih.gov.