რა არის თანდაყოლილი იმუნური სისტემა და როგორ მუშაობს? მისი გადამწყვეტი როლი კორონავირუსულ ინფექციაში

იმუნური (დამცავი) სისტემის ორი შტოდან ერთ-ერთი, თანდაყოლილი იმუნური სისტემაყოველ ადამიანში არსებული, ყველა მიკროორგანიზმის წინააღმდეგ საერთო თავდაცვითი სისტემაა.

სტატიაში ჯერ ახსნილია, რა არის თანდაყოლილი იმუნური სისტემა, როგორ მუშაობს და რომელი უჯრედები აქვს, შემდეგ კი ახალი ტიპის კორონავირუსთან (SARS-CoV-2) მისი ურთიერთკავშირი.

თანდაყოლილი (ზოგჯერ „ბუნებრივადაც“ წოდებული) იმუნური პასუხები ინფექციების თავიდან ასაცილებლად პათოგენების წინააღმდეგ პირველი იმუნური პასუხია და ევოლუციის პროცესში ყველაზე ძველი თავდაცვითი სისტემაა. თანდაყოლილი იმუნური სისტემა პათოგენებს მათი ზოგადი სტრუქტურებით ამოიცნობს და მსგავს პასუხებს გასცემს, მაგრამ მისი მთავარი თავისებურება სწრაფი პასუხების გაცემაა. ამას ვუმადლით თანდაყოლილი იმუნიტეტის გენეტიკური ინფორმაციის მზა სახით მემკვიდრეობით გადაცემას. მასში მონაწილე დამცავ უჯრედებს ინდივიდის საკუთარი უჯრედებისა და პათოგენების ერთმანეთისგან გარჩევა შეუძლიათდა ამგვარად ადამიანის ჯანმრთელი უჯრედები არ ზიანდება.

ცხრილი 1: თანდაყოლილი იმუნური თავდაცვისას ზოგადად ორი ვარიანტია: 1. სტრუქტურული (ანატომიური) ბარიერები, 2. ფუნქციური (ფიზიოლოგიური) ბარიერები.

რომელი უჯრედებით კლავს თანდაყოლილი იმუნური სისტემა პათოგენებს?

როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, თანდაყოლილი იმუნიტეტი მიკრობების წინააღმდეგ თავდაცვის პირველ ხაზს ქმნის. თუმცა ამ პათოგენების მიერ ადამიანში დაავადების გამოწვევა დაკავშირებულია თანდაყოლილი იმუნური მექანიზმებისადმი მათ ნაწილობრივ მდგრადობასთან. სისტემის უჯრედები თავდამსხმელის გასანადგურებლადაა დაპროგრამებული და სისხლის მიმოქცევას ტოვებს, რათა შეტევის ადგილს მიაშუროს.

თანდაყოლილ იმუნურ სისტემაში უჯრედების 2 ხაზია:

1. მიელოიდური უჯრედები (გრანულოციტი, მაკროფაგი და დენდრიტული უჯრედი)
2. ლიმფოიდური უჯრედები (ბუნებრივი მკვლელი = natural killer უჯრედები)

სურათი 1: ქვემოთ ჩანს სისხლისა და ძირითადი იმუნური უჯრედები და სისხლის ღეროვანი უჯრედი, რომლისგანაც ისინი წარმოიქმნება:

სურათი 2: ქვემოთ ჩანს „თანდაყოლილი“ და „ადაპტაციური / სპეციფიკური / შეძენილი“ იმუნური სისტემის უჯრედები:

1. თანდაყოლილი იმუნიტეტის მიელოიდური უჯრედები (გრანულოციტი, მაკროფაგი და დენდრიტული უჯრედი)

მიელოიდური უჯრედების მთავარი ამოცანებია პათოგენის ამოცნობა, შთანთქმა (ფაგოციტოზი) და დაშლა. ფაგოციტოზის უნარის გამო მათ შემოკლებით „ფაგოციტებსაც“ უწოდებენ.

მიელოიდური სისტემის ფაგოციტოზის უნარის მქონე უჯრედები პათოგენის მიერ შეჭრილ ადგილას ქემოტაქსინების წოდებული სპეციალური ქიმიური მოლეკულებით მიიზიდება. ქემოტაქსინები შეიძლება ბაქტერიის ან ვირუსის მოლეკულები ან ამ ადგილას ორგანიზმის უჯრედების მიერ გამოყოფილი დახმარების სპეციალური სიგნალები იყოს. გარდა ამისა, მიელოიდური უჯრედები საკუთარ ქემოტაქსინებსაც გამოყოფს და ინფექციის ადგილზე მეტ თანამოძმე უჯრედს იხმობს. მიელოიდურ უჯრედებს, ანუ ფაგოციტებს, ზედაპირზე სპეციალური ამომცნობი რეცეპტორები აქვს. თუ ამ რეცეპტორებით აღმოაჩინეს მოლეკულა ან უჯრედი, რომელიც ჩვეულებრივ იქ არ უნდა იყოს, მას შთანთქავენ. შთანთქმა მიმდინარეობს უჯრედის მემბრანის შიგნით ჩაზნექით წარმოქმნილი ფაგოსომის სახელწოდების ბუშტუკით. ფაგოსომა უჯრედში არსებულ, უჯრედშიდა მონელების ქიმიური ნივთიერებების შემცველ ლიზოსომას უერთდება და პათოგენის განადგურებას უზრუნველყოფს.

სურათი 3: ნაჩვენებია ფაგოციტოზის ეტაპები.

ფაგოციტოზის განსაკუთრებული ფორმაა აუტოფაგია. 2016 წლის ნობელის პრემია მედიცინასა ან ფიზიოლოგიაში Yoshinori Ohsumi-ს აუტოფაგიის მექანიზმების აღმოჩენებისთვის მიენიჭა. ერთგვარი უჯრედული გადამუშავების მექანიზმში, აუტოფაგიაში, კვლავ მოქმედებს ლიზოციმის ფერმენტი და, მაგალითად, დაბერებული უჯრედის ნაწილები აუტოფაგოსომად წოდებული ბუშტუკებით ხელახლა გამოიყენება.

ცხრილი 2: გრანულოციტები იყოფა ნეიტროფილებად, ბაზოფილებად და ეოზინოფილებად.

გარე შინაარსის სანახავად მართეთ პარამეტრები

გარე შინაარსის სანახავად მართეთ პარამეტრები

მაკროფაგები

ძვლის ტვინიდან იღებს სათავეს და სხვა იმუნური უჯრედის, მონოციტის, დიფერენცირებით წარმოიქმნება. მაკროფაგები სტრატეგიულ ადგილებზე სახლდება, საიდანაც მიკრობები შეიძლება ორგანიზმში მოხვდეს; უცხოებს სწრაფად ამოიცნობს და მკვლელ პასუხს გასცემს. მნიშვნელოვანია, რომ ადამიანის ჯანმრთელი საკუთარი უჯრედები მტრად არ ჩათვალონ და მათ წინააღმდეგ პასუხი არ წარმოქმნან. ამიტომ ზედაპირული რეცეპტორებით ამოიცნობს და ანადგურებს უცხო ნივთიერებებს, დაზიანებული, დაბერებული ან ორგანიზმის მიერ მოკლული უჯრედების ნარჩენებს. მრავალი მხრივ ნეიტროფილების მსგავსია, მაგრამ მათგან განსხვავებით ანთების ადგილზე უფრო დიდხანს რჩება და უფრო ხანგრძლივად ცოცხლობს. ნეიტროფილებისგან სხვა განსხვავებაა მათ მიერ გამოყოფილი ციტოკინების სახელწოდების ქიმიური სტიმულებით ანთების რეგულირება და იმუნიტეტის სხვა შტოს, რომელზეც მოგვიანებით ვისაუბრებთ, სპეციფიკური / შეძენილი იმუნიტეტის დაწყების უზრუნველყოფა.

ცხრილი 3: მაკროფაგების მიერ გამოყოფილი მნიშვნელოვანი ციტოკინები და მათი მოქმედება

გარე შინაარსის სანახავად მართეთ პარამეტრები

გარე შინაარსის სანახავად მართეთ პარამეტრები

დენდრიტული უჯრედები

დენდრიტული უჯრედები, მაკროფაგების მსგავსად, პათოგენებს შლის და სხვა იმუნურ უჯრედებს წარუდგენს, რითაც იმუნური პასუხის დაწყებაში მონაწილეობს. შეიძლება ითქვას, რომ ეს განსაკუთრებით სპეციფიკური იმუნური პასუხის დაწყების პირველი ნაბიჯია (იხილეთ დენდრიტული უჯრედები და დენდრიტული უჯრედების კიბოს ვაქცინა).

2. თანდაყოლილი იმუნიტეტის ლიმფოიდური უჯრედები (ბუნებრივი მკვლელი = natural killer უჯრედები)

ბევრი გრანულის შემცველი NK (natural kilelr = ბუნებრივი მკვლელი) უჯრედები დიდი ლიმფოციტებია. მათი მთავარი ფიზიოლოგიური როლია ორგანიზმის დაცვა უჯრედშიდა პათოგენების, განსაკუთრებით ვირუსების მიერ გამოწვეული ინფექციებისგან და კიბოს უჯრედების განადგურება. ამ თანდაყოლილი იმუნური პასუხის უჯრედებს პათოგენთან წინასწარი შეხვედრა არ სჭირდება; პირველად შეხვედრილ უცხო უჯრედებსაც კლავს.

ბუნებრივ მკვლელ უჯრედებს (Natural Killer Cells, NK)შეუძლია ინფიცირებული და სიმსივნური უჯრედების მოკვლა. ისინი სამიზნე უჯრედების აპოპტოზად წოდებული დაპროგრამებული უჯრედული სიკვდილის მექანიზმით სიკვდილს უზრუნველყოფს. NK უჯრედები ინტერფერონის სახელწოდების სპეციალურ ქიმიურ ნივთიერებებს გამოყოფს. მათგან ინტერფერონ-ალფა და ინტერფერონ-ბეტა უჯრედში ვირუსის გამრავლებას აფერხებს. ინტერფერონ-გამა მაკროფაგებსა და სხვა იმუნურ უჯრედებს ააქტიურებს. ინტერფერონ-ალფა თირკმლის კიბოსა და ავთვისებიანი მელანომის მკურნალობაშიგამოიყენება.

სურათი 4: მარტივად არის გამოსახული, როგორ ესხმის თავს ბუნებრივი მკვლელი დამცავი უჯრედები ანტისხეულით მონიშნულ კიბოს უჯრედებს.

ინფიცირებული ან დაზიანებული ქსოვილები ინფლამაციად წოდებულ ანთებით პასუხს იწვევს. მისი მიზანია ლეიკოციტებისა და პლაზმის ცილების ამ ადგილას მიზიდვა. ანთებით პასუხს სამი მთავარი ამოცანა აქვს: ინფექციის ადგილზე იმუნური უჯრედებისა და ქიმიური რეგულატორების მოზიდვა, ინფექციის გავრცელების საწინააღმდეგო ფიზიკური ბარიერის შექმნა და ქსოვილის განახლების უზრუნველყოფა. დაზიანების ან ინფექციისას გამოყოფილ ციტოკინებს მრავალი ეფექტი აქვს. მაგალითად, მასტოციტების მიერ ჰისტამინის გამოყოფას იწვევს. ჰისტამინი სისხლძარღვებს აფართოებს, სითბოსა და სიწითლეს წარმოქმნის და ამავე დროს სისხლძარღვებს ლეიკოციტებისთვის უფრო გამტარს ხდის.

როგორ ამოიცნობს იმუნური უჯრედები თავიანთ სამიზნე პათოგენებს?

დამცავი უჯრედები მეგობრისა და მტრის გასარჩევად ზედაპირულ რეცეპტორებს იყენებს. პათოგენებს, მაგალითად ბაქტერიებს, ზედაპირზე საკუთარი სახეობისთვის დამახასიათებელი მოლეკულური სტრუქტურები აქვს. მათ „პათოგენთან დაკავშირებულ მოლეკულურ ნიმუშებს / მოტივებს“ (PAMP) უწოდებენ. ამ მოლეკულური მოტივების სტრუქტურა ევოლუციის განმავლობაში შენარჩუნებულია. თანდაყოლილი იმუნური უჯრედების ზედაპირზე ამ მოტივების ამომცნობი რეცეპტორებია. მათ „განსაზღვრული მოლეკულური ნიმუშების ამომცნობ რეცეპტორებს“ (PRR) უწოდებენ. ვინაიდან PAMP მოტივები ადამიანის საკუთარ უჯრედებზე არ გვხვდება, PRR-ის მატარებელი თანდაყოლილი იმუნური უჯრედები საკუთარ ქსოვილებს ვერ აზიანებს.

ცხრილი 4: თანდაყოლილ იმუნურ პასუხში სამიზნე პათოგენებისთვის დამახასიათებელი მოლეკულური მოტივები, მათი ამომცნობი რეცეპტორები და იმუნური პასუხების მაგალითები

ახალი ტიპის კორონავირუსის (SARS-CoV-2) და თანდაყოლილი იმუნური სისტემის ურთიერთკავშირი

ამ ინფორმაციის ფონზე განვიხილოთ, როგორ პასუხობს ჩვენი თანდაყოლილი იმუნური სისტემა SARS-CoV-2-ს.

პირველ რიგში უნდა აღინიშნოს, რომ ადამიანები ახალი ტიპის კორონავირუსს ცხოვრებაში პირველად ხვდებიან და ამიტომ ჩვენი ერთადერთი ბუნებრივი იარაღი თანდაყოლილი იმუნური სისტემაა.

COVID-19 ინფექციისმიმართ იმუნური სისტემის პასუხი ყველა დეტალით ჯერ გარკვეული არ არის. თუმცა ზოგი კვლევის ანგარიშით, SARS-CoV-2-ით ინფიცირებულებში (99 პირის კვლევაში) ნეიტროფილების საერთო რაოდენობა %38-ით იზრდებოდა, ხოლო საერთო ლიმფოციტების (შემდეგ სტატიაში განხილულ სპეციფიკური / შეძენილი იმუნური სისტემისმონაწილე უჯრედების) რაოდენობა %35-ით მცირდებოდა; შრატის IL-6-ისა და C-რეაქტიული ცილის (CRP) შესაბამისად %52 და %84 მატება გამოვლინდა. მოკლედ განვიხილოთ ამ ცილების ფუნქციები;

IL-6: სხვადასხვა უჯრედის (მაკროფაგი, გრანულოციტები, ლიმფოციტები და სხვ.) მიერ გამოყოფილ ამ ცილას მრავალი ფუნქცია აქვს. IL-6-ის სეკრეცია პათოგენის შეტევით იწყება, მისი დონე ქსოვილსა და სისხლში იზრდება, სამიზნე უჯრედებს საჭირო შეტყობინებები მიეწოდება და შეტევის დასრულებისას სეკრეცია წყდება. განსაკუთრებით ვირუსული ინფექციები ზრდის IL-6-ის გამოყოფას. IL-6 მნიშვნელოვან როლს ასრულებს სპეციფიკური იმუნური პასუხის წარმოქმნაშიც.

C-რეაქტიული ცილა (CRP): მწვავე ფაზის ერთ-ერთი ცილაა, რომელსაც ანთებისას ღვიძლი წარმოქმნის და სისხლში მისი რაოდენობა იზრდება. მთავარი ამოცანაა პათოგენების ზედაპირზე მიწებება და ფაგოციტოზით მათი განადგურების გაადვილება.

ტიპი 1 ინტერფერონი (IFN-1): ვირუსის წინააღმდეგ ეფექტიანი ბუნებრივი / თანდაყოლილი იმუნური პასუხის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი საფეხურია ტიპი 1 ინტერფერონის (IFN-1) გამოყოფა და ამ ცილით სტიმულირებული სასიგნალო გზები. ტიპი 1 ინტერფერონები ორ ქვეჯგუფს, IFN-ალფასა და IFN-ბეტას მოიცავს. მათ გამოყოფას ვირუსები, სხვა მიკროორგანიზმები და ორჯაჭვიანი RNA ასტიმულირებს. IFN-ბეტას გამოყოფა ძირითადად ვირუსული ინფექციის იმუნური პასუხია. ის სპეციფიკური იმუნური პასუხის რეგულაციაშიც მნიშვნელოვან ამოცანებს ასრულებს. ტიპი-1 IFN-ების გამოყოფისთვის საჭირო პირველი ნაბიჯი ბუნებრივი იმუნური უჯრედების მიერ ვირუსისთვის დამახასიათებელი PAMP სტრუქტურების ამოცნობით იწყება. შემდეგ სისტემა სასიგნალო გზების ჯაჭვს ააქტიურებს, ბოლოს ტიპი-1 IFN-ის სეკრეციას ასტიმულირებს და ვირუსის გამრავლებას ადრეულ სტადიაზე თრგუნავს. თუმცა SARS-CoV და MERS-CoV ორგანიზმის მიერ დაწყებულ ტიპი-1 IFN სეკრეციას ბლოკავს და ეს დაავადების სიმძიმესთან პროპორციულია. მათი ერთ-ერთი მეთოდია ვირუსის RNA-ს აღმქმელი მოლეკულების სტრუქტურის დარღვევა. მიიჩნევა, რომ SARS-CoV-სა და MERS-CoV-ს გენეტიკურად მსგავსი SARS-CoV-2-იც მასპინძლის ბუნებრივი იმუნური პასუხისგან თავის დასაღწევად მსგავს მექანიზმებს იყენებს .

მძიმე და სასიკვდილო SARS-CoV და MERS-CoV ინფექციების მქონე პირებში ნეიტროფილებისა და მაკროფაგების დონე მნიშვნელოვნად გაიზარდა. ამ უჯრედების რაოდენობის დიდმა მატებამ და ტიპი-1 IFN-ის უხვმა გამოყოფამ, მოლოდინის საპირისპიროდ, უარყოფითი შედეგები გამოიწვია, მათ შორის პნევმონია ან მწვავე რესპირატორული დისტრესსინდრომი და ფილტვის დაზიანება გამოიწვია. ვარაუდობენ, რომ მსგავსი მოვლენათა ჯაჭვი SARS-CoV-2-ით გამოწვეულ COVID-19-შიც შეიძლება მოქმედებდეს. მიიჩნევა, რომ COVID-19 პაციენტებში ვირუსი ადრეულ ეტაპზე ტიპი-1 IFN პასუხს აყოვნებს და იმუნური სისტემა ვირუსის გამრავლების შესაჩერებლად არასაკმარისია.

დაკავშირებული თემები

• როგორ ხდება, რომ ერთი და იგივე ვირუსი ერთ ადამიანში სიმპტომსაც არ იწვევს, მეორეში კი სიკვდილს იწვევს?
• რამდენად მოქმედებს ჩვენი გენეტიკური აგებულება SARS-CoV-2 ინფექციის (COVID-19) მძიმე მიმდინარეობაზე?

ეს ყველაფერი აჩვენებს, რამდენად მნიშვნელოვანია თანდაყოლილი იმუნური პასუხი კორონავირუსულ ინფექციებში.

სურათი 5: ქვემოთ მოცემულ ინფოგრაფიკაში ჩანს SARS-CoV-2-ის სტრუქტურა, COVID-19 დაავადების კლინიკური მიმდინარეობა, ვირუსის სასიცოცხლო ციკლი და იმუნური სისტემის პასუხი.

გარე შინაარსის სანახავად მართეთ პარამეტრები

გარე შინაარსის სანახავად მართეთ პარამეტრები

სურათი 6: ქვემოთ მოცემულ ინფოგრაფიკაში ჩანს COVID-19-ისას დაზიანებული ორგანოები და დაზიანების მექანიზმი

გარე შინაარსის სანახავად მართეთ პარამეტრები

გარე შინაარსის სანახავად მართეთ პარამეტრები

*

- ჩვენი ყველა სტატია კორონავირუსზე -

*

იმუნური სისტემა – გრაფიკული შეჯამება

სურათი 7: ქვემოთ ჩანს იმუნური სისტემის ორი მთავარი შტო, „თანდაყოლილი“ და „შეძენილი“ იმუნიტეტი და მათი მუშაობა.