Système immunitaire
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Le système immunitaire est un système de structures biologiques et processus au sein d'un organisme qui protège contre la maladie . Pour fonctionner correctement, le système immunitaire doit détecter une grande variété d'agents, à partir de virus à vers parasites, et de les distinguer de la propre santé de l'organisme tissu.
Les agents pathogènes peuvent rapidement évoluer et de se adapter, et ainsi éviter la détection et la neutralisation par le système immunitaire, toutefois, les mécanismes de défense multiples ont également évolué pour reconnaître et neutraliser les agents pathogènes. Même simples organismes unicellulaires tels que les bactéries possèdent un système immunitaire rudimentaire, sous la forme de enzymes qui protègent contre infections bactériophages. Autres mécanismes immunitaires de base ont évolué dans les anciens eucaryotes et restent dans leurs descendants modernes, telles que les plantes et les insectes. Ces mécanismes comprennent la phagocytose, appelées peptides antimicrobiens défensines, et la système complément. Vertébrés à mâchoires, y compris les humains, ont des mécanismes encore plus sophistiqués de défense, y compris la capacité de se adapter au fil du temps à reconnaître les agents pathogènes spécifiques plus efficacement. Adaptive (ou acquis) crée l'immunité mémoire immunologique après une première réponse à un pathogène spécifique, conduisant à une meilleure réponse à des rencontres ultérieures avec ce même agent pathogène. Ce procédé de l'immunité acquise est la base de la vaccination .
Les troubles du système immunitaire peut se traduire par les maladies auto-immunes, les maladies inflammatoires et le cancer. Immunodéficience survient lorsque le système immunitaire est moins active que la normale, ce qui entraîne des infections récurrentes et de la vie en danger. Chez l'homme, l'immunodéficience peut soit être le résultat d'une les maladies génétiques telles que déficit immunitaire combiné sévère, acquis des conditions telles que le VIH / SIDA , ou l'utilisation de médicaments immunosuppresseurs. En revanche, les résultats de l'auto-immunité d'un système immunitaire hyperactif attaquer les tissus normaux comme se ils étaient des organismes étrangers. Maladies auto-immunes courantes comprennent La thyroïdite de Hashimoto, la polyarthrite rhumatoïde, le diabète sucré de type 1, et le lupus érythémateux systémique. Immunology couvre l'étude de tous les aspects du système immunitaire.
Histoire de l'immunologie
L'immunologie est une science qui étudie la structure et la fonction du système immunitaire. Il provient de la médecine et au début des études sur les causes de l'immunité à la maladie. La première référence connue à l'immunité était au cours de la la peste d'Athènes en 430 av. Thucydide noter que les personnes qui avaient récupérés dans un combat précédent de la maladie pourraient soigner les malades sans contracter la maladie une seconde fois. Au 18ème siècle, Pierre-Louis Moreau de Maupertuis fait des expériences avec du venin de scorpion et a observé que certains chiens et les souris étaient à l'abri de ce venin. Ceci et d'autres observations de l'immunité acquise ont ensuite été exploitée par Louis Pasteur dans son développement de la vaccination et son proposé théorie des germes de la maladie. La théorie de Pasteur était en opposition directe avec les théories contemporaines de la maladie, comme le la théorie de miasmes. Ce ne est que Robert Koch 1891 preuves, pour lequel il a reçu une Prix Nobel en 1905, qui micro-organismes ont été confirmés comme la cause de la maladie infectieuse . Les virus ont été confirmés comme des agents pathogènes humains en 1901, avec la découverte de la fièvre jaune virus en Walter Reed.
Immunologie fait une grande avancée vers la fin du 19ème siècle, grâce à des développements rapides, dans l'étude de immunité humorale et l'immunité cellulaire. Particulièrement important est le travail de Paul Ehrlich, qui a proposé la théorie de la chaîne latérale pour expliquer la spécificité de la réaction antigène-anticorps; ses contributions à la compréhension de l'immunité humorale ont été reconnues par l'attribution d'un prix Nobel en 1908, qui a été décerné conjointement au fondateur de l'immunologie cellulaire, Elie Metchnikoff.
Défense par couches
Le système immunitaire protège les organismes de l'infection avec des défenses couches d'augmenter la spécificité. En termes simples, les barrières physiques empêchent agents pathogènes tels que les bactéries et les virus de pénétrer dans l'organisme. Si un agent pathogène viole ces obstacles, le système immunitaire inné fournit une réponse immédiate, mais non spécifique. Systèmes immunitaires innées sont présents dans toutes les plantes et les animaux . Si pathogènes échappent avec succès la réponse innée, vertébrés possèdent une deuxième couche de protection, la système immunitaire adaptatif, qui est activé par la réponse innée. Ici, le système immunitaire se adapte sa réponse lors d'une infection à améliorer sa reconnaissance de l'agent pathogène. Cette réponse améliorée est alors conservée après l'agent pathogène a été éliminé, sous la forme d'un une mémoire immunologique, et permet au système immunitaire adaptatif de monter plus rapidement et plus fortes attaques chaque fois que cet agent pathogène est rencontré.
| Système immunitaire inné | Le système immunitaire adaptatif |
|---|---|
| La réponse est non spécifique | Agent pathogène et antigène réponse spécifique |
| L'exposition conduit à la réponse maximale immédiat | Temps de latence entre l'exposition et la réponse maximale |
| À médiation cellulaire et composants humoraux | À médiation cellulaire et composants humoraux |
| Aucun mémoire immunologique | L'exposition conduit à une mémoire immunologique |
| Trouvé dans presque toutes les formes de la vie | Trouvé seulement dans vertébrés à mâchoires |
Tant l'immunité innée et adaptative dépend de la capacité du système immunitaire de distinguer entre le soi et du non-soi molécules . En immunologie, molécules du soi sont les composants du corps d'un organisme que l'on peut distinguer de substances étrangères par le système immunitaire. Inversement, des molécules non-auto sont ceux qui sont reconnus comme des molécules étrangères. Une classe de molécules non-autonomes sont appelés antigènes (courts pour l'anti corps rateurs gen) et sont définis comme des substances qui se lient à particulier récepteurs immunitaires et provoquer une réponse immunitaire.
barrières de surface
Plusieurs obstacles protéger les organismes de l'infection, y compris les barrières biologiques mécanique, chimique, et. Le cireux cuticule de nombreux feuilles, la exosquelette des insectes , les coquille et de membrane externe de dépôt les œufs, et la peau sont des exemples de barrières mécaniques qui sont la première ligne de défense contre l'infection. Cependant, comme les organismes ne peuvent pas être complètement étanches à leur environnement, d'autres systèmes agissent pour protéger les orifices du corps, comme le les poumons, intestins, et le appareil génito-urinaire. Dans les poumons, toux et éternuements mécaniquement éjecter pathogènes et autres irritants de la voies respiratoires. L'action de rinçage des larmes et urine expulse également mécaniquement pathogènes, tandis que mucus sécrété par les voies respiratoires et tractus gastro-intestinal sert à piéger et enchevêtrer micro-organismes.
Les barrières chimiques protègent également contre l'infection. La peau et sécrètent des voies respiratoires les peptides antimicrobiens tels que la β- défensines. Des enzymes telles que lysozyme et la phospholipase A2 dans salive, les larmes, et le lait maternel sont également antibactériens. Les sécrétions vaginales servent de barrière chimique suivante ménarche, quand ils deviennent légèrement acide , tandis que sperme contient défensines et zinc pour tuer les agents pathogènes. Dans le estomac, acide gastrique et protéases servent puissantes défenses chimiques contre les pathogènes ingérés.
Dans les génito-urinaires et gastro-intestinales, commensal flore constituent des barrières biologiques entrant en compétition avec les bactéries pathogènes pour l'alimentation et l'espace et, dans certains cas, en modifiant les conditions dans leur environnement, tels que pH ou du fer disponible. Cela réduit la probabilité que les agents pathogènes atteindront nombre suffisant pour causer la maladie. Toutefois, puisque la plupart des antibiotiques non ciblent spécifiquement les bactéries et ne affectent pas les champignons, les antibiotiques oraux peuvent conduire à une «prolifération» des champignons et causer des conditions telles que un vaginale candidose (une infection de levure). Il ya de bonnes preuves que la réintroduction de flore probiotique, comme cultures pures de la lactobacilles trouve normalement dans non pasteurisé yogourt, aide à rétablir un sain équilibre des populations microbiennes dans les infections intestinales chez les enfants et en encourageant les données préliminaires dans les études sur la gastro-entérite bactérienne , les maladies inflammatoires de l'intestin, infection des voies urinaires et infections post-chirurgicales.
Système immunitaire inné
Les micro-organismes ou des toxines qui entrent avec succès un organisme rencontrent les cellules et les mécanismes du système immunitaire inné. La réponse innée est habituellement déclenchée lorsque les microbes sont identifiés par récepteurs de reconnaissance des formes, qui reconnaissent composants qui sont conservés parmi les grands groupes de micro-organismes, ou se ils sont endommagés, blessés ou stressés cellules envoient des signaux d'alarme, dont beaucoup (mais pas tous) sont reconnus par les mêmes récepteurs que ceux qui reconnaissent les agents pathogènes. Défenses immunitaires innées sont non spécifiques, qui signifie que ces systèmes répondent à des agents pathogènes de façon générique. Ce système ne confère pas de longue durée immunité contre un pathogène. Le système immunitaire inné est le système dominant de défense de l'hôte dans la plupart des organismes.
Humorale et barrières chimiques
Inflammation
L'inflammation est une des premières réactions du système immunitaire à une infection. Les symptômes de l'inflammation sont la rougeur, gonflement, chaleur, et de la douleur, qui sont causés par une augmentation de sang flux dans le tissu. L'inflammation est produite par eicosanoïdes et cytokines, qui sont libérées par les cellules lésées ou infectées. Les eicosanoïdes comprennent prostaglandines qui produisent la fièvre et la dilatation de les vaisseaux sanguins associés à une inflammation, et leucotriènes qui attirent certains des globules blancs (leucocytes). Cytokines communs incluent interleukines qui sont responsables de la communication entre les globules blancs; chimiokines qui favorisent chimiotactisme; et les interférons qui ont les effets anti-viraux, telles que l'arrêt la synthèse des protéines dans la cellule hôte. Les facteurs de croissance et les facteurs cytotoxiques peuvent également être libérés. Ces cytokines et d'autres produits chimiques à recruter les cellules immunitaires vers le site d'infection et de favoriser la guérison de tissus endommagés toute la suite de l'élimination des pathogènes.
Système du complément
Le système du complément est un cascade biochimique qui se attaque à la surface des cellules étrangères. Il contient plus de 20 protéines différentes et est nommé pour sa capacité à "compléter" le meurtre des agents pathogènes par des anticorps . Le complément est le principal composante humorale de la réponse immune innée. De nombreuses espèces ont des systèmes complément, y compris les non mammifères comme les plantes, les poissons et certains invertébrés .
Chez l'homme, cette réponse est activée par liaison à des anticorps qui se sont fixés sur ces microbes ou la liaison de protéines du complément complément à des hydrates de carbone sur les surfaces de microbes. Cette reconnaissance signal déclenche une réponse d'élimination rapide. La vitesse de la réponse est le résultat d'une amplification du signal qui se produit séquentielles suivantes activation protéolytique de molécules du complément, qui sont également proteases. Après protéines du complément se lient initialement au microbe, ils activent leur activité de protease, qui active à son tour d'autres proteases du complément, et ainsi de suite. On obtient ainsi un catalyseur cascade qui amplifie le signal initial par contrôlée commentaire positif. Les résultats de la cascade dans la production de peptides qui attirent les cellules immunitaires, augmentent la perméabilité vasculaire, et opsoniser (manteau) la surface d'un agent pathogène, marquant pour la destruction. Ce dépôt du complément peut aussi tuer les cellules directement en perturbant leur membrane plasmique.
Barrières cellulaires
Leucocytes ( globules blancs) agissent comme des organismes indépendants, unicellulaires et sont le deuxième bras du système immunitaire inné. Les leucocytes comprennent la innées phagocytes ( macrophages, les neutrophiles, et cellules dendritiques), mastocytes, eosinophiles, basophiles, et cellules tueuses naturelles. Ces cellules identifier et éliminer les agents pathogènes, soit en attaquant plus grands agents pathogènes par contact ou par engloutissant puis tuer les microorganismes. Cellules innées sont aussi des médiateurs importants dans l'activation de la système immunitaire adaptatif.
La phagocytose est une caractéristique importante de l'immunité innée cellulaire effectuée par des cellules appelées ' phagocytes »qui engloutissent, ou mangent, pathogènes ou de particules. Phagocytes patrouillent généralement le corps recherche d'agents pathogènes, mais peuvent être appelés à des endroits spécifiques par cytokines. Une fois qu'un agent pathogène a été englouti par un phagocyte, il est piégé dans une intracellulaire vésicule appelée phagosome, qui fusionne ensuite avec une autre vésicule appelée pour former un lysosome phagolysosome. L'agent pathogène est tué par l'activité des digestif enzymes ou suite à une explosion respiratoire que les rejets les radicaux libres dans le phagolysosome. Phagocytose évolué comme un moyen d'acquérir des éléments nutritifs , mais ce rôle a été étendu pour inclure dans les phagocytes engloutissement des agents pathogènes comme un mécanisme de défense. Phagocytose représente probablement la plus ancienne forme de défense de l'hôte, que les phagocytes ont été identifiés à la fois dans les vertébrés et les invertébrés.
Neutrophiles et les macrophages sont des phagocytes qui voyagent dans tout le corps à la poursuite de pathogènes envahisseurs. Les neutrophiles se trouvent normalement dans la circulation sanguine et sont le type le plus abondant de phagocyte, ce qui représente normalement 50% à 60% du total des leucocytes circulants. Pendant la phase aiguë de l'inflammation, en particulier à la suite d'une infection bactérienne, les neutrophiles migrent vers le site de l'inflammation dans un processus appelé chimiotaxie, et sont généralement les premières cellules à arriver sur les lieux de l'infection. Les macrophages sont des cellules polyvalentes qui résident dans les tissus et produisent un large éventail de produits chimiques y compris les enzymes, protéines du complément, et les facteurs réglementaires tels que interleukine 1. Les macrophages agissent également comme des charognards, débarrasser le corps des cellules usés et d'autres débris, et comme cellules présentant l'antigène qui activent le système immunitaire adaptatif.
Les cellules dendritiques (DC) sont des phagocytes dans les tissus qui sont en contact avec l'environnement extérieur; par conséquent, ils sont situés essentiellement dans le peau, nez, les poumons, estomac, et intestins. Ils sont nommés pour leur ressemblance avec neuronale dendrites, que tous les deux ont de nombreuses projections de la colonne vertébrale-like, mais les cellules dendritiques sont en aucune façon liés à la système nerveux. Les cellules dendritiques servent de lien entre les tissus corporels et les systèmes immunitaires innées et adaptatives, comme ils antigène présent à Lymphocytes T, l'un des types de cellules clés du système immunitaire adaptatif.
Les mastocytes résident dans les tissus conjonctifs et muqueuses, et régulent la réponse inflammatoire. Ils sont le plus souvent associées à l'allergie et anaphylaxie. Basophiles et les éosinophiles sont liés à des neutrophiles. Ils sécrètent des médiateurs chimiques qui sont impliqués dans la défense contre les parasites et jouent un rôle dans les réactions allergiques telles que l'asthme . Tueuses naturelles ( Cellules) des cellules NK sont des leucocytes qui attaquent et détruisent des cellules tumorales ou des cellules qui ont été infectées par des virus.
Le système immunitaire adaptatif
Le système immunitaire adaptative a évolué au début de vertébrés et permet une plus forte réponse immunitaire ainsi que la mémoire immunologique, où chaque agent pathogène est "rappeler" par un antigène de signature. La réponse immunitaire adaptative est spécifique de l'antigène et exige la reconnaissance d'antigènes «non-soi» spécifiques au cours d'un processus appelé présentation de l'antigène. Spécificité d'antigène permet la génération de réponses qui sont adaptées à des agents pathogènes spécifiques ou des cellules infectées par des agents pathogènes. La possibilité de monter ces réponses adaptées est maintenue dans le corps par des "cellules de mémoire». Si un agent pathogène infecter le corps plus d'une fois, ces cellules de mémoire spécifiques sont utilisés pour éliminer rapidement elle.
Lymphocytes
Les cellules du système immunitaire adaptatif sont des types particuliers de leucocytes, appelés lymphocytes. Cellules B et Les lymphocytes T sont les principaux types de lymphocytes et sont dérivées de des cellules souches hématopoïétiques dans le la moelle osseuse. Les cellules B sont impliqués dans la réponse immunitaire humorale, tandis que les cellules T sont impliqués dans à médiation cellulaire réponse immunitaire.
Les lymphocytes B et les lymphocytes T portent des molécules de récepteur qui reconnaissent des cibles spécifiques. Les cellules T reconnaissent une cible "non-soi", par exemple un agent pathogène, seulement après antigènes (petits fragments de l'agent pathogène) ont été traités et présentés en association avec un récepteur "auto" appelée complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) molécule. Il existe deux principaux sous-types de cellules T: le cellule T tueuse et la lymphocytes T helper. Cellules T tueuses ne reconnaissent les antigènes couplés à CMH de classe I molécules, tandis que les cellules T auxiliaires ne reconnaissent les antigènes couplés à II molécules du CMH de classe. Ces deux mécanismes de présentation de l'antigène reflètent les différents rôles des deux types de cellules T. Un troisième, sous-type mineur sont les cellules γδ T qui reconnaissent les antigènes intacts qui ne sont pas liés à des récepteurs du CMH.
En revanche, le récepteur spécifique d'un antigène de lymphocyte B est un anticorps molécule sur la surface des cellules B, et reconnaît agents pathogènes entiers sans qu'il soit nécessaire de traitement de l'antigène. Chaque lignée de cellules B exprime un anticorps différent, de sorte que l'ensemble des B récepteurs d'antigènes de cellules représentent tous les anticorps que le corps peut fabriquer.
Cellules T tueuses
Cellules T tueuses sont un sous-groupe de cellules T qui tuent les cellules infectées par des virus (et d'autres agents pathogènes), ou sont par ailleurs endommagé ou dysfonctionnel. Comme avec les cellules B, chaque type de cellule T reconnaît un antigène différent. Cellules T tueuses sont activés lorsque leur Récepteur des cellules T (TCR) se lie à l'antigène présent dans un complexe spécifique avec le récepteur du CMH de classe I d'une autre cellule. La reconnaissance de ce complexe CMH: antigène est facilitée par un co-récepteur sur la cellule T, appelée CD8. La cellule T se déplace ensuite dans tout le corps à la recherche de cellules où les récepteurs du CMH I portent cet antigène. Lorsqu'un activés contacts de cellules T de telles cellules, il libère cytotoxines, telles que perforine, qui forment des pores dans la cellule cible de la membrane plasmatique, ce qui permet ions , l'eau et les toxines d'entrer. L'entrée d'une autre toxine appelée granulysine (une protéase) induit la cellule cible pour subir apoptose. La destruction des cellules T de cellules hôtes est particulièrement important dans la prévention de la replication du virus. L'activation des cellules T est étroitement contrôlé et nécessite généralement un signal d'activation du CMH / antigène très forte, ou d'autres signaux d'activation fournis par les cellules T "helper" (voir ci-dessous).
Les lymphocytes T auxiliaires
Les lymphocytes T auxiliaires régulent la fois les réponses immunitaires innées et adaptatives et aident à déterminer quelles réponses immunitaires du corps fait à un agent pathogène particulier. Ces cellules ne ont pas d'activité cytotoxique et ne tuent pas directement les cellules infectées ou pathogènes claires. Ils contrôlent la place de la réponse immunitaire en dirigeant d'autres cellules pour effectuer ces tâches.
Les cellules T auxiliaires expriment des récepteurs de cellules T (TCR) qui reconnaissent un antigène lié à des molécules du CMH de classe II. Le complexe CMH: antigène est également reconnu par la cellule auxiliaire de Co-récepteur CD4, qui recrute des molécules à l'intérieur de la cellule T (par exemple, Lck) qui sont responsables de l'activation de la cellule T. Les lymphocytes T auxiliaires ont une association plus faible avec le complexe CMH: antigène que celle observée pour les cellules T tueuses, ce qui signifie de nombreux récepteurs (environ 200-300) sur le lymphocyte T auxiliaire doit être lié par un CMH: antigène afin d'activer la cellule d'aide, tandis que les cellules T tueuses peuvent être activés par l'engagement d'une seule MHC: molécule antigène. l'activation des cellules T Helper nécessite également une plus longue durée de contact avec une cellule présentatrice d'antigène. L'activation d'un lymphocyte T auxiliaire repos amène à libérer des cytokines qui influent sur l'activité de nombreux types de cellules. signaux de cytokines produites par les cellules T auxiliaires améliorer la fonction microbicide des macrophages et l'activité des cellules T tueuses. De plus, l'activation de cellule T assistante provoque une régulation positive de molécules exprimées sur la surface de la cellule T, comme ligand de CD40 (également appelé CD154), qui fournissent des signaux de stimulation supplémentaires généralement nécessaire pour activer les cellules B productrices d'anticorps.
cellules T γδ
cellules γδ T possèdent une alternative Récepteur de cellule T (TCR) par opposition à (αβ) des cellules CD4 + et CD8 + et part des caractéristiques des cellules T auxiliaires, les cellules T cytotoxiques et des cellules NK. Les conditions qui produisent des réponses des cellules T γδ sont pas pleinement compris. Comme d'autres sous-ensembles de cellules T «non conventionnelles» portant TCR invariants, comme CD1d-restreints Cellules T tueuses naturelles, les cellules T γδ cheval sur la frontière entre l'immunité innée et adaptative. D'une part, les cellules T γδ sont une composante de comme ils l'immunité adaptative réorganiser gènes TCR pour produire la diversité de récepteur et peut également développer un phénotype de mémoire. D'autre part, les différents sous-ensembles font également partie du système immunitaire inné, en tant que récepteurs TCR NK ou restreintes peuvent être utilisés comme récepteurs de reconnaissance des formes. Par exemple, un grand nombre de cellules Vγ9 / Vô2 T humains réagissent en quelques heures à molécules communes produites par des microbes et des cellules T + Vδ1 très restreintes dans la épithéliums répondent aux cellules épithéliales stressés.
les lymphocytes B et les anticorps
Un cellules B identifie lorsque des anticorps pathogènes sur sa surface de liaison à un antigène étranger particulier. Le complexe antigène / anticorps est absorbé par la cellule B et traitées par protéolyse en peptides. La cellule de B affiche ensuite ces peptides antigéniques sur leur surface des molécules du CMH de classe II. Cette combinaison de l'antigène de MHC et attire une cellule T auxiliaire correspondante, ce qui libère lymphokines et active la cellule B. Comme la cellule activée B commence ensuite à diviser, sa progéniture ( plasmocytes) sécrètent des millions d'exemplaires de l'anticorps qui reconnaît cet antigène. Ces anticorps circulent dans le plasma sanguin et lymphe, se lient à des agents pathogènes exprimant l'antigène et les marquer pour destruction par l'activation du complément ou pour l'absorption et la destruction par les phagocytes. Les anticorps peuvent également neutraliser les défis directement, en se liant à des toxines bactériennes ou en interférant avec les récepteurs que les virus et les bactéries utilisent pour infecter les cellules.
Système immunitaire adaptative Alternative
Bien que les molécules classiques du système immunitaire adaptatif (par exemple, des anticorps et Récepteurs des cellules T) ne existent que chez les vertébrés à mâchoires, un distincte Molécule dérivée de lymphocytes a été découverte dans primitive vertébrés sans mâchoires, comme le lamproie et myxine. Ces animaux ont une large gamme de molécules appelées récepteurs des lymphocytes variables (VLR) qui, comme les récepteurs d'antigènes des vertébrés à mâchoires, sont produites à partir de seulement un petit nombre (une ou deux) de gènes. Ces molécules sont censées lier pathogène les antigènes d'une manière similaire à des anticorps, et avec le même degré de spécificité.
Mémoire immunologique
Lorsque les cellules B et les cellules T sont activés et commencent à répliquer, certains de leurs descendants deviennent des cellules de mémoire à long terme. Tout au long de la durée de vie d'un animal, ces cellules de mémoire se souviennent chaque agent pathogène spécifique rencontré et peuvent monter une réponse forte si l'agent pathogène est détecté. Ce est «adaptative» car il se produit pendant la durée de vie d'un individu comme une adaptation à l'infection par ce pathogène et prépare le système immunitaire pour les défis futurs. Mémoire immunologique peut être sous la forme soit passive mémoire à court terme ou mémoire active à long terme.
Mémoire passive
Nouveau Né les nourrissons ne ont pas une exposition antérieure à des microbes et sont particulièrement vulnérables à l'infection. Plusieurs couches de protection passive sont fournies par la mère. Pendant la grossesse , un type particulier d'anticorps, appelé IgG, est transporté de la mère à l'enfant directement à travers la placenta, les bébés afin humains ont des niveaux élevés d'anticorps, même à la naissance, avec la même gamme de spécificités antigéniques que leur mère. Le lait maternel ou colostrum contient également des anticorps qui sont transférés à l'intestin du nourrisson et protègent contre les infections bactériennes jusqu'à ce que le nouveau-né peut synthétiser ses propres anticorps. C'est parce que l'immunité passive fœtus ne fait pas réellement toutes les cellules de mémoire ou des anticorps-il les emprunte seulement. Cette immunité passive est généralement de courte durée, d'une durée de quelques jours à plusieurs mois. En médecine, l'immunité passive protectrice peut également être transférés artificiellement d'un individu à un autre via riche en anticorps sérum.
Mémoire active et la vaccination
Mémoire active à long terme est acquise suite à une infection par l'activation des cellules B et T. L'immunité active peut également être générée artificiellement, par la vaccination . Le principe de la vaccination (également appelé la vaccination) est d'introduire une un antigène d'un agent pathogène en vue de stimuler le système immunitaire et le développement immunité spécifique contre ce pathogène particulier sans provoquer de maladie associé à cet organisme. Cette induction intentionnelle d'une réponse immunitaire est réussie car elle exploite la spécificité naturelle du système immunitaire, ainsi que son inductibilité. Avec les maladies infectieuses reste une des principales causes de décès dans la population humaine, la vaccination représente la manipulation plus efficace de l'humanité du système immunitaire a développé.
La plupart virale vaccins sont basés sur direct virus atténués, tandis que de nombreux vaccins bactériens sont basés sur composants acellulaires de micro-organismes, y compris toute responsabilité les composants de la toxine. Depuis de nombreux antigènes dérivés de vaccins acellulaires ne induisent pas fortement la réponse adaptative, la plupart des vaccins bactériens sont fournis avec supplémentaire des adjuvants qui activent le cellules de la présentation de l'antigène du système immunitaire inné et maximiser immunogénicité.
Troubles de l'immunité humaine
Le système immunitaire est une structure remarquablement efficace qui incorpore spécificité, inductibilité et d'adaptation. Les échecs de défense de l'hôte ne se produisent, cependant, et se répartissent en trois grandes catégories: les immunodéficiences, l'auto-immunité, et les hypersensibilités.
Immunodéficiences
Immunodéficiences se produisent lorsque l'un ou plusieurs des composants du système immunitaire sont inactifs. La capacité du système immunitaire à répondre à des agents pathogènes est diminuée à la fois les jeunes et les personnes âgées, avec des réponses immunitaires commencent à diminuer à environ 50 ans en raison de immunosénescence. En pays développés, l'obésité, l'alcoolisme et la consommation de drogues sont des causes fréquentes de la fonction immunitaire pauvres. Cependant, la malnutrition est la cause la plus fréquente de l'immunodéficience en pays en voie de développement. Les régimes qui ne ont pas suffisamment de protéines sont associées à un déficit immunitaire à médiation cellulaire, activité complémentaire, la fonction phagocytaire, Des concentrations en anticorps IgA, et la production de cytokines. En outre, la perte de la thymus à un âge précoce par mutation génétique ou les résultats de l'ablation chirurgicale de l'immunodéficience sévère et une forte sensibilité à l'infection.
Immunodéficiences peuvent également être hérités ou ' acquise ». La maladie granulomateuse chronique, où phagocytes ont une capacité réduite à détruire les agents pathogènes, est un exemple d'un héritage ou congénitale, un déficit immunitaire. SIDA et certains types de cancer la cause d'immunodéficience acquise.
L'auto-immunité
L'hyperactivité des réponses immunitaires comprennent l'autre extrémité du dysfonctionnement immunitaire, en particulier le maladies auto-immunes. Ici, le système immunitaire ne parvient pas à bien faire la distinction entre soi et non-soi, et les attaques partie du corps. Dans des circonstances normales, de nombreuses cellules T et les anticorps réagissent avec les peptides "auto". L'une des fonctions des cellules spécialisées (situé dans le thymus et moelle osseuse) est de présenter jeunes lymphocytes avec des auto-antigènes produits dans tout le corps et pour éliminer les cellules qui reconnaissent des auto-antigènes, ce qui empêche l'auto-immunité.
Hypersensibilité
Hypersensibilité est une réponse immunitaire qui endommage les propres tissus du corps. Ils sont divisés en quatre classes (de type I - IV) sur la base des mécanismes impliqués et l'évolution dans le temps de la réaction d'hypersensibilité. Hypersensibilité de type I est une immédiate ou réaction anaphylactique, souvent associée à l'allergie . Les symptômes peuvent aller d'un léger inconfort à mort. Hypersensibilité de type I est médiée par IgE, ce qui déclenche la dégranulation de les mastocytes et basophiles lors réticulé par l'antigène. Hypersensibilité de type II survient lorsque les anticorps se lient à des antigènes sur les propres cellules du patient, les marquant pour la destruction. Cela se appelle aussi dépendante des anticorps (ou cytotoxique) hypersensibilité, et est médiée par IgG et Anticorps IgM. Les complexes immuns (les agrégats de protéines du complément, les antigènes, et des anticorps IgG et IgM) déposés dans divers tissus de type III déclenchent des réactions d'hypersensibilité. Hypersensibilité de type IV (également connu sous le nom de type hypersensibilité retardée ou à médiation cellulaire) prend généralement entre deux et trois jours à se développer. Réactions de type IV sont impliqués dans de nombreuses maladies auto-immunes et infectieuses, mais peuvent également impliquer dermatite de contact ( sumac vénéneux). Ces réactions sont médiés par Lymphocytes T, monocytes, et macrophages.
Autres mécanismes
Il est probable que plusieurs composants du système immunitaire adaptatif se pose avec les premiers vertébrés comme les invertébrés ne génèrent pas de lymphocytes ou une réponse humorale à base d'anticorps. De nombreuses espèces, toutefois, utilisent des mécanismes qui semblent être des précurseurs de ces aspects de l'immunité des vertébrés. Les systèmes immunitaires apparaissent même dans les formes structurellement plus simples de la vie, avec des bactéries en utilisant un mécanisme de défense unique, appelé le système de modification de restriction de se protéger contre des agents pathogènes viraux, appelés bactériophages. Procaryotes possèdent également l'immunité acquise, grâce à un système qui utilise séquences CRISPR de conserver des fragments de génomes de phage qu'ils ont été en contact avec le passé, ce qui leur permet de bloquer la réplication du virus à travers une forme de l'interférence ARN.
récepteurs de reconnaissance de motifs sont des protéines utilisées par presque tous les organismes pour identifier des molécules associées à des agents pathogènes. Les peptides antimicrobiens appelés défensines sont une composante évolutif conservé de la réponse immunitaire innée trouvé chez tous les animaux et les plantes, et représentent la principale forme d' invertébrés systémique l'immunité. Le système complément et les cellules phagocytaires sont également utilisés par la plupart des formes de vie invertébrés. Les ribonucléases et le voie de l'interférence ARN sont conservés dans tous les eucaryotes , et on pense qu'ils jouent un rôle dans la réponse immunitaire au virus.
Contrairement aux animaux, les plantes manquent de cellules phagocytaires, mais les réponses immunitaires nombre de plantes impliquent signaux chimiques systémiques qui sont envoyés dans une usine. Cellules végétales individuelles répondent à des molécules associés aux agents pathogènes connus sous le nom Pathogène associé motifs ou PAMP moléculaires. Quand une partie d'une plante est infectée, l'usine produit une localisée réponse hypersensible, par lequel les cellules au site de l'infection subissent rapide apoptose afin de prévenir la propagation de la maladie à d'autres parties de la plante. La résistance acquise systémique (SAR) est un type de réponse défensive utilisée par les plantes qui rend la plante entière résistant à un agent infectieux particulier. Mécanismes silencieux ARN sont particulièrement importants dans cette réponse systémique car ils peuvent bloquer la réplication du virus.
Tumeur immunologie
Un autre rôle important du système immunitaire est d'identifier et d'éliminer tumeurs. Les cellules transformées de tumeurs expriment des antigènes qui ne se trouvent pas sur les cellules normales. Pour le système immunitaire, ces antigènes étrangers apparaissent, et leur présence provoque des cellules du système immunitaire à attaquer les cellules tumorales transformées. Les antigènes exprimés par des tumeurs ont plusieurs sources; certains sont dérivés de virus oncogenes tels que le virus du papillome humain, ce qui provoque le cancer du col, tandis que d'autres sont propres protéines de l'organisme qui se produisent à de faibles niveaux dans les cellules normales mais atteignent des niveaux élevés dans les cellules tumorales. Un exemple est une enzyme appelée tyrosinase qui, lorsqu'il est exprimé à des niveaux élevés, transforme certaines cellules de la peau (par exemple les melanocytes) dans les tumeurs dites mélanomes. Une troisième source possible d'antigènes tumoraux sont des protéines normalement importants pour la régulation de la croissance cellulaire et la survie, qui mutent généralement en molécules du cancer induisant appelés oncogènes.
La principale réponse du système immunitaire à des tumeurs est de détruire les cellules anormales à l'aide des cellules T tueuses, parfois avec l'aide des cellules T auxiliaires. Les antigènes tumoraux sont présentés sur les molécules du CMH de classe I d'une manière similaire aux antigènes viraux. Ceci permet aux cellules T tueuses de reconnaître la cellule tumorale comme anormal. Les cellules NK tuent aussi les cellules tumorales d'une manière similaire, en particulier si les cellules tumorales ont moins I molécules du CMH de classe sur leur surface que la normale; ce phénomène est commun avec les tumeurs. Parfois, les anticorps sont produits contre des cellules tumorales permettant leur destruction par la système complément.
De toute évidence, certaines tumeurs échappent au système immunitaire et finissent par devenir des cancers. Les cellules tumorales ont souvent une réduction du nombre de molécules du CMH de classe I à leur surface, ce qui évite la détection de lymphocytes T tueurs. Certaines cellules tumorales libèrent également des produits qui inhibent la réponse immunitaire; par exemple en sécrétant la cytokine TGF-β, qui supprime l'activité de macrophages et lymphocytes. En outre, tolérance immunologique peut se développer contre des antigènes tumoraux, de sorte que le système immunitaire attaque les plus les cellules tumorales.
Paradoxalement, les macrophages peuvent favoriser la croissance de la tumeur lorsque les cellules tumorales envoient des cytokines qui attirent les macrophages, qui génèrent alors des cytokines et des facteurs de croissance qui favorisent le développement de la tumeur. En outre, une combinaison de l'hypoxie dans la tumeur et une cytokine produite par les macrophages induit les cellules tumorales à diminuer la production d'une protéine qui bloque la métastase et assiste de ce fait la propagation des cellules cancéreuses.
Régulation physiologique
Les hormones peuvent agir comme des immunomodulateurs, en modifiant la sensibilité du système immunitaire. Par exemple, hormones sexuelles féminines sont connus immunostimulateurs des deux réponses immunitaires adaptatives et innées. Certaines maladies auto-immunes telles que le lupus érythémateux grève préférentiellement les femmes, et leur apparition coïncide souvent avec puberté. Par contre, les hormones sexuelles mâles tels que la testostérone semblent être immunosuppresseur. D'autres hormones semblent réguler le système immunitaire ainsi, notamment la prolactine, hormone de croissance et la vitamine D .
Quand une cellule T rencontre un étranger pathogène, elle étend un récepteur de la vitamine D. Ceci est essentiellement un dispositif de signalisation qui permet à la cellule T à se lier à la forme active de la vitamine D , l'hormone stéroïde calcitriol. Les cellules T ont une relation symbiotique avec la vitamine D. Non seulement la cellule T étendre un récepteur de la vitamine D, en substance demandant de se lier à la version stéroïde hormonal de la vitamine D , le calcitriol, mais la cellule T exprime le gène CYP27B1, qui est le gène responsable de la conversion de la version pré-hormone de la vitamine D , dans la version calcidiol stéroïde hormonal, le calcitriol. Seulement après la liaison de calcitriol peuvent cellules T remplir leur fonction prévue. D'autres cellules du système immunitaire qui sont connues pour exprimer CYP27B1 et ainsi activer la vitamine D, calcidiol sont les cellules dendritiques, les kératinocytes et macrophages.
On suppose que la baisse progressive des niveaux d'hormones avec l'âge est partiellement responsable de réponses immunitaires affaiblies chez les personnes vieillissantes. Inversement, certaines hormones sont régies par le système immunitaire, notamment l'activité de l'hormone thyroïdienne. La baisse liée à l'âge dans la fonction immunitaire est également liée à la baisse des niveaux de vitamine D chez les personnes âgées. Comme les gens vieillissent, deux choses se produisent qui affectent négativement leurs niveaux de vitamine D. D'abord, ils restent à l'intérieur plus en raison de niveaux d'activité ont diminué. Cela signifie qu'ils obtiennent moins de soleil et donc produisent moins de cholécalciférol via rayonnement UVB . Deuxièmement, comme une personne vieillit, la peau devient moins aptes à produire de la vitamine D.
Le système immunitaire est affecté par le sommeil et le repos, et la privation de sommeil est préjudiciable à la fonction immunitaire. Rétroaction complexe boucles impliquant des cytokines, comme l'interleukine-1 et facteur de nécrose tumorale-α produite en réponse à l'infection, semble aussi jouer un rôle dans la régulation du mouvement d'oeil non-rapide ( REM) du sommeil. Ainsi, la réponse immunitaire à l'infection peut entraîner des changements dans le cycle du sommeil, y compris une augmentation de sommeil lent par rapport au sommeil paradoxal.
Nutrition et alimentation
La suralimentation est associée à des maladies telles que le diabète et l'obésité, qui sont connus pour affecter la fonction immunitaire. Plus de malnutrition modérée, ainsi que certaines carences spécifiques en oligo-éléments et en nutriments, peuvent aussi altérer la réponse immunitaire.
Les aliments riches en certainsacides graspeuvent favoriser un système immunitaire sain. De même, malnutrition fœtale peut entraîner une déficience permanente du système immunitaire.
Manipulation en médecine
Grandes médicaments (> 500 Da) peut provoquer une réponse immunitaire neutralisant, en particulier si les médicaments sont administrés de façon répétée ou à des doses plus élevées. Ceci limite l'efficacité des médicaments à base de peptides et de protéines plus grandes (qui sont typiquement plus grandes que 6000 Da). Dans certains cas, le médicament lui-même est non immunogène, mais elle peut être co-administré avec un composé immunogène, comme cela est parfois le cas pour le Taxol. Des méthodes de calcul ont été développées pour prédire l'immunogénicité des peptides et des protéines, qui sont particulièrement utiles dans la conception d'anticorps thérapeutiques, à évaluer la virulence susceptibles de mutations dans des particules d'enveloppe virale, et la validation des traitements médicamenteux proposés à base de peptides. Les premières techniques se sont principalement fondées sur l'observation que hydrophiles acides aminés sont surreprésentés dans les régions d'épitopes que les acides aminés hydrophobes; Toutefois, les développements les plus récents reposent sur des techniques d'apprentissage machine en utilisant des bases de données d'épitopes connus existants, protéines du virus habituellement bien étudiés, comme un ensemble de formation. Une base de données accessible au public a été établi pour le catalogage des épitopes de pathogènes connus pour être reconnaissables par les cellules B. Le domaine émergent de la bioinformatique études d'immunogénicité à base est appelée immunoinformatique . Immunoproteomics est l'étude des grands ensembles de protéines ( protéomique) impliquées dans la réponse immunitaire.
Manipulation par des agents pathogènes
Le succès de tout agent pathogène dépend de sa capacité à échapper à la réponse immunitaire de l'hôte. Par conséquent, les agents pathogènes ont évolué plusieurs méthodes qui leur permettent d'infecter un hôte avec succès, tout en évitant la détection ou la destruction par le système immunitaire. Les bactéries à surmonter les obstacles physiques souvent en sécrétant des enzymes qui digèrent la barrière, par exemple, en utilisant un système de sécrétion de type II. En variante, en utilisant un système de sécrétion de type III, on peut insérer un tube creux dans la cellule hôte, fournissant un chemin direct pour les protéines se déplacer à partir de l'agent pathogène à l'hôte. Ces protéines sont souvent utilisés pour arrêter défenses de l'hôte.
Une stratégie d'évasion utilisée par plusieurs agents pathogènes pour éviter le système immunitaire inné est de cacher à l'intérieur des cellules de leur hôte (également appelé intracellulaire pathogenèse). Ici, un agent pathogène passe le plus clair de son cycle de vie à l'intérieur des cellules hôtes, où il est à l'abri de tout contact direct avec les cellules immunitaires, des anticorps et de complément. Quelques exemples de pathogènes intracellulaires comprennent les virus, l' intoxication alimentaire bactérie Salmonella et les eucaryotes parasites qui causent le paludisme ( Plasmodium falciparum ) et la leishmaniose ( Leishmania spp. ). D'autres bactéries, telles que Mycobacterium tuberculosis , vivent à l'intérieur d'une capsule de protection qui empêche la lyse par le complément. De nombreux agents pathogènes sécrètent des composés qui diminuent ou détourner la réponse immunitaire de l'hôte. Certaines bactéries forment des biofilms pour se protéger contre les cellules et les protéines du système immunitaire. Ces biofilms sont présents dans de nombreuses infections réussies, par exemple, les chroniques de Pseudomonas aeruginosa et Burkholderia cenocepacia infections caractéristiques de la fibrose kystique . D'autres bactéries produisent des protéines de surface qui se lient à des anticorps, ce qui les rend inefficaces; des exemples comprennent Streptococcus (protéine G), Staphylococcus aureus (protéine A), et Peptostreptococcus magnus (protéine L).
Les mécanismes utilisés pour échapper au système immunitaire adaptatif sont plus compliquées. L'approche la plus simple consiste à modifier rapidement non essentiels (épitopes des acides aminés et / ou sucres) sur la surface de l'agent pathogène, tout en gardant epitopes essentiels caché. Cela se appelle variation antigénique. Un exemple est le VIH, qui mute rapidement, de sorte que les protéines sur son enveloppe virale qui sont essentiels pour l'entrée dans sa cellule cible de l'hôte sont en constante évolution. Ces changements fréquents dans les antigènes peuvent expliquer les échecs de vaccins dirigés à ce virus. Le parasite Trypanosoma brucei utilise une stratégie similaire, changer constamment un type de protéine de surface pour un autre, lui permettant de rester une longueur d'avance de la réponse d'anticorps. Masquage des antigènes avec des molécules hôtes est une autre stratégie commune pour éviter la détection par le système immunitaire. Dans le VIH, l'enveloppe qui recouvre le virion est formée à partir de la membrane la plus externe de la cellule hôte; ces virus "auto-masqué" font qu'il est difficile pour le système immunitaire de les identifier comme des structures "non-auto".
