W opsonins są immunologiczne cząsteczki systemu, które wiążą się z antygenem, a komórki układu odpornościowego, znanych jako fagocyty, ułatwiając fagocytozę. Niektóre przykłady komórek fagocytarnych, które mogą uczestniczyć w tym procesie, to makrofagi.
Gdy patogen pokona anatomiczne i fizjologiczne bariery żywiciela, może spowodować infekcję i chorobę. Dlatego układ odpornościowy reaguje na tę inwazję, wykrywając ciało obce za pomocą czujników i atakując je za pomocą skomplikowanego mechanizmu odpowiedzi.
Działanie opsoninów. Graham Colm z Wikimedia Commons Chociaż fagocyty nie wymagają opsonin, aby mogły rozpoznać i otoczyć swoje cele, działają znacznie wydajniej w ich obecności. Ten mechanizm wiązania opsonin z obcymi patogenami i działania jako znacznik nazywa się opsonizacją. Bez tego mechanizmu rozpoznawanie i niszczenie agentów najeźdźców byłoby nieefektywne.
cechy
Opsoniny pokrywają cząsteczki, które mają być fagocytowane, poprzez interakcję z antygenami. W ten sposób komórki fagocytujące, takie jak makrofagi i komórki dendrytyczne, które wyrażają receptory dla opsonin, wiążą się z opsonizowanymi patogenami za pośrednictwem tych receptorów i ostatecznie je fagocytozują.
Zatem opsoniny działają jako rodzaj pomostu między fagocytem a cząstką, która ma być fagocytowana.
Opsoniny są odpowiedzialne za przeciwdziałanie sile odstraszania między ujemnymi ścianami komórkowymi i sprzyjają wchłanianiu patogenu przez makrofagi.
Bez działania opsonin ujemnie naładowane ściany komórkowe patogenu i fagocytu odpychają się wzajemnie, więc obcy czynnik może obejść ich zniszczenie i kontynuować replikację w gospodarzu.
Zatem opsonizacja jest strategią przeciwdrobnoustrojową mającą na celu spowolnienie i wyeliminowanie rozprzestrzeniania się choroby.
Rodzaje
Istnieje kilka typów opsonin, w tym lektyna wiążąca mannozę, immunoglobuliny izotypu IgG oraz składniki układu dopełniacza, takie jak C3b, iC3b lub C4b.
Lektyna wiążąca mannozę jest wytwarzana w wątrobie i uwalniana do krwi. Ma zdolność wiązania się z powtórzeniami cukrów obecnych w mikroorganizmach, sprzyjając ich zniszczeniu poprzez aktywację układu dopełniacza poprzez asocjację proteaz serynowych.
IgG jest jedynym izotypem immunoglobuliny, który ma zdolność przenikania przez łożysko ze względu na swój mały rozmiar. Istnieją 4 podizotypy, które mają określone funkcje.
C3b, jest głównym składnikiem powstającym po rozpadzie białka C3 układu dopełniacza.
iC3b powstaje, gdy czynnik I dopełniacza rozszczepia białko C3b.
Wreszcie, C4b jest produktem proteolizy C1q, który jest kompleksem białek, które po utworzeniu kompleksów antygen-przeciwciało są aktywowane zgodnie z sekwencją.
Co ważne, opsonizacja patogenu może nastąpić za pośrednictwem przeciwciał lub układu dopełniacza.
Przeciwciała
Przeciwciała są częścią adaptacyjnego układu odpornościowego, które są wytwarzane przez komórki plazmatyczne w odpowiedzi na określony antygen. Przeciwciało ma złożoną strukturę, która nadaje specyficzność pewnym antygenom.
Na końcu łańcuchów ciężkich i lekkich przeciwciała mają regiony zmienne (miejsca wiązania antygenu), które pozwalają przeciwciału dopasować się jak „klucz do zamka”. Po zajęciu miejsc wiązania antygenu region macierzysty przeciwciała wiąże się z receptorem na fagocytach.
W ten sposób patogen zostaje pochłonięty przez fagosomy i zniszczony przez lizosomy.
Ponadto kompleks antygen-przeciwciało może również aktywować układ dopełniacza. Na przykład immunoglobulina M (IgM) jest bardzo skuteczna w aktywacji dopełniacza.
Przeciwciała IgG są również zdolne do wiązania się z immunologicznymi komórkami efektorowymi poprzez ich stałą domenę, wyzwalając uwalnianie produktów lizy z immunologicznej komórki efektorowej.
System dopełniający
Z kolei układ dopełniacza zawiera ponad 30 białek, które wzmacniają zdolność przeciwciał i komórek fagocytarnych do zwalczania atakujących organizmów.
Białka dopełniacza, oznaczone literą „C” dla dopełniacza, składają się z 9 białek (od C1 do C9), które są nieaktywne, gdy krążą w organizmie człowieka. Jednak po wykryciu patogenu proteazy rozszczepiają nieaktywne prekursory i aktywują je.
Jednak reakcję organizmu na obecność patogenu lub ciała obcego można przeprowadzić trzema drogami: klasyczną, alternatywną i lektynową.
Ponad 3 białka współdziałają, aby uzupełnić działanie przeciwciał w niszczeniu patogenów. Perhelion, źródło Wikimedia Commons. Niezależnie od ścieżki aktywacji, wszystkie trzy zbiegają się w jednym punkcie, w którym tworzy się kompleks atakujący błonę (MAC).
MAC składa się z kompleksu białek dopełniacza, które są związane z zewnętrzną częścią błony plazmatycznej bakterii chorobotwórczych i tworzą rodzaj porów. Ostatecznym celem tworzenia porów jest spowodowanie lizy mikroorganizmu.
Odbiorcy
Po wygenerowaniu C3b przez którykolwiek ze szlaków układu dopełniacza wiąże się z wieloma miejscami na powierzchni komórki patogenu, a następnie dodaje się do receptorów wyrażanych na powierzchni makrofagów lub neutrofili.
Cztery typy receptorów, które rozpoznają fragmenty C3b, ulegają ekspresji na leukocytach: CR1, CR2, CR3 i CR4. Niedobór tych receptorów sprawia, że osoba jest bardziej podatna na ciągłe infekcje.
C4b, podobnie jak C3b, może wiązać się z receptorem CR1. Podczas gdy iC3b dołącza do CR2.
Wśród receptorów Fc wyróżnia się FcℽR, który rozpoznaje różne podizotypy IgG.
Wiązanie się opsonizowanej cząstki z receptorami fagocytów na powierzchni komórki (receptory Fc) wyzwala tworzenie się rzekomych nóg, które otaczają obcą cząstkę w sposób podobny do zamka błyskawicznego, poprzez interakcje receptor-opsonina.
Kiedy pseudopody spotykają się, łączą się, tworząc wakuolę lub fagosom, który następnie wiąże się z lizosomem w fagocycie, który uwalnia baterię enzymów i toksycznych antybakteryjnych form tlenu, inicjując trawienie obcej cząstki w celu jej wyeliminowania.
Bibliografia
- McCulloch J, Martin SJ. Testy aktywności komórkowej. 1994. Cellular Immunology, strony 95-113.
- Roos A, Xu W, Castellano G, Nauta AJ, Garred P, Daha MR, van Kooten C. Mini-przegląd: Kluczowa rola wrodzonej odporności w usuwaniu apoptotycznych komórek. European Journal of Immunology. 2004; 34 (4): 921–929.
- Sarma JV, Ward PA. System dopełniacza. Badania komórek i tkanek. 2011; 343 (1), 227-235.
- Thau L, Mahajan K. Physiology, Opsonization. 2018. Publikacja StatPearls. Pobrane z https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK534215/
- Thomas J, Kindt Richard A. Goldsby Amherst College Barbara A. Osborne. Javier de León Fraga (red.). 2006. W Kuby's Immunology Sixth Edition. s. 37, 94-95.
- Wah S, Aimanianda V. Host Soluble Mediators: Defying the Immunological Inertness of Aspergillus fumigatus Conidia. Journal of Fungi. 2018; 4 (3): 1-9.
- Zhang Y, Hoppe AD, Swanson JA. Koordynacja sygnalizacji receptora Fc reguluje zaangażowanie komórek w fagocytozę. Materiały z National Academy of Sciences. 2010; 107 (45): 19332-9337.