
宿主如何識別并清除入侵細菌?
宿主對入侵細菌的識別和清除是一個復(fù)雜而精細的過程,主要涉及免疫系統(tǒng)的多個組成部分。這個過程可以大致分為非特異性免疫反應(yīng)(先天性免疫)和特異性免疫反應(yīng)(適應(yīng)性免疫)兩個方面。
1. 非特異性免疫反應(yīng):這是機體對抗病原體的第一道防線,包括物理屏障、化學(xué)屏障以及細胞成分等。
- 物理屏障:皮膚和黏膜構(gòu)成了抵御外界微生物入侵的天然屏障。它們能夠阻止大部分細菌直接接觸體內(nèi)組織。
- 化學(xué)屏障:如胃酸能殺死許多進入消化道的病原菌;汗液、唾液中含有的溶菌酶也有助于破壞某些細菌細胞壁。
- 細胞成分:當病原體穿過上述屏障后,巨噬細胞、自然殺傷細胞(NK細胞)等先天免疫細胞會迅速響應(yīng)。這些細胞能夠吞噬或殺死入侵的微生物,并通過表達模式識別受體(PRRs),如Toll樣受體(TLRs)、NOD樣受體(NLRs)等來識別細菌表面特有的分子結(jié)構(gòu),即病原相關(guān)分子模式(PAMPs)。例如,TLR4可以識別革蘭氏陰性菌的脂多糖。
2. 特異性免疫反應(yīng):如果非特異性防御未能完全清除入侵者,則需要啟動適應(yīng)性免疫系統(tǒng)。這涉及到T細胞和B細胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答。
- T細胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答:當抗原呈遞細胞(如巨噬細胞)吞噬并處理病原菌后,會將抗原肽與MHC分子結(jié)合形成復(fù)合物展示在細胞表面,激活CD4 輔助T細胞或CD8 殺傷性T細胞。前者通過分泌細胞因子促進免疫應(yīng)答;后者直接識別并殺死被感染的宿主細胞。
- B細胞介導(dǎo)的體液免疫:B細胞受抗原刺激后分化為漿細胞,產(chǎn)生特異性抗體。這些抗體會與細菌表面特定的抗原結(jié)合,標記病原菌以利于吞噬細胞的清除作用(調(diào)理作用),或者直接中和毒素、阻止細菌對宿主細胞的黏附等。
總之,宿主通過先天性和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的協(xié)同工作來識別并清除入侵細菌,其中涉及到了多種分子機制和細胞類型。
1. 非特異性免疫反應(yīng):這是機體對抗病原體的第一道防線,包括物理屏障、化學(xué)屏障以及細胞成分等。
- 物理屏障:皮膚和黏膜構(gòu)成了抵御外界微生物入侵的天然屏障。它們能夠阻止大部分細菌直接接觸體內(nèi)組織。
- 化學(xué)屏障:如胃酸能殺死許多進入消化道的病原菌;汗液、唾液中含有的溶菌酶也有助于破壞某些細菌細胞壁。
- 細胞成分:當病原體穿過上述屏障后,巨噬細胞、自然殺傷細胞(NK細胞)等先天免疫細胞會迅速響應(yīng)。這些細胞能夠吞噬或殺死入侵的微生物,并通過表達模式識別受體(PRRs),如Toll樣受體(TLRs)、NOD樣受體(NLRs)等來識別細菌表面特有的分子結(jié)構(gòu),即病原相關(guān)分子模式(PAMPs)。例如,TLR4可以識別革蘭氏陰性菌的脂多糖。
2. 特異性免疫反應(yīng):如果非特異性防御未能完全清除入侵者,則需要啟動適應(yīng)性免疫系統(tǒng)。這涉及到T細胞和B細胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答。
- T細胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答:當抗原呈遞細胞(如巨噬細胞)吞噬并處理病原菌后,會將抗原肽與MHC分子結(jié)合形成復(fù)合物展示在細胞表面,激活CD4 輔助T細胞或CD8 殺傷性T細胞。前者通過分泌細胞因子促進免疫應(yīng)答;后者直接識別并殺死被感染的宿主細胞。
- B細胞介導(dǎo)的體液免疫:B細胞受抗原刺激后分化為漿細胞,產(chǎn)生特異性抗體。這些抗體會與細菌表面特定的抗原結(jié)合,標記病原菌以利于吞噬細胞的清除作用(調(diào)理作用),或者直接中和毒素、阻止細菌對宿主細胞的黏附等。
總之,宿主通過先天性和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的協(xié)同工作來識別并清除入侵細菌,其中涉及到了多種分子機制和細胞類型。
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