الحواجز الفيزيائية, الكيميائية, والخلوية في الجسم

الاستجابة المناعية الفطرية innate immune response للعدوى تتضمن مجموعة واسعة من المكونات. ذلك يعتمد على الرفاهية العامة للشخص والأداء السليم لأجهزة الجسم. في ظل هذه الظروف، الدفاعات الفطرية  innate defenses يمكن أن تحتوي على مسببات الأمراض pathogens، إذا لم تقضي عليها، بينما يتم توليد أو إعادة تأسيس الاستجابة المناعية المكتسبة acquired immune response.

هناك عدة بوابات للدخول يمكن أن تدخل عن طريقها مسببات الأمراض إلى الجسم. الجلد السليم intact skin والأغشية المخاطية mucous membranes، والتي تمتد على سطح الجسم أو في تجاويف الجسم، والميكروبيوتا الأصلية indigenous microbiota فيها، هي دفاعات توفر حواجز barriers للعدوى في هذه المواقع المكشوفة.

1- الحواجز الجسدية Physical Barriers

أ- الجلد Skin

الكيراتين keratin في الطبقة الخارجية للجلد، البشرة epidermis، تشكل حاجز قوي وغير قابل للإختراق للعدوى. بالإضافة إلى ذلك، يتم التخلص باستمرار من البشرة الخارجية الرقيقة، وتذهب معها أي كائنات حية دقيقة ملتصقة. الجلد هو أيضا مصدر ضعيف لتغذية الميكروبات الغازية، ومن منظور الممرض، المحتوى المائي المنخفض للجلد يمثل صحراء حقيقية. ما لم تتمكن الميكروبات من إختراق حاجز الجلد، فإن المرض نادر الحدوث، على الرغم من أن بعض الفطريات الجلدية dermatophytes يمكن أن تؤدي إلى أمراض مثل القدم الرياضي athlete’s foot.

الجروح أو السحجات هي حقيقة من حقائق الحياة اليومية. هذه الخروقات للجلد قد تسمح للميكروبات بدخول الدم؛ اللدغات من المفصليات arthropods المصابة، تعمل كإبر تحت جلدية hypodermic needles، قد تحقن مسببات الأمراض المسؤولة عن أمراض مثل حمى غرب النيل West Nile fever, الملاريا malaria، أو الطاعون plague. وسائل أخرى لاختراق هذا الحاجز الميكانيكي تشمل الجروح الثقبية (الوخزية) puncture wounds، خلع الأسنان tooth extractions، الحروق burns، جروح الحلاقة shaving nicks، جروح الحرب war wounds، والحقن injections.

الإختراق المحتمل لحاجز الجلد هو محروس بواسطة الخلايا التغصنية dendritic cells (تسمى خلايا لانغرهانس Langerhans cells في أنسجة الجلد). إذا تم الكشف عن ممرض pathogen من قبل هذه الخلايا، فإنها تبتلع الممرض وتهاجر إلى عقدة ليمفاوية محلية regional lymph node حيث تحفز استجابة مناعية مكتسبة acquired immune response. تفرز الخلايا التغصنية أيضاً السيتوكينات cytokines، والتي تؤثر على الاستجابات المناعية الفطرية والمكتسبة.

ب- الأغشية المخاطية Mucous membranes (Mucosa)

الأغشية المخاطية هي البطانة الظهارية الرطبة للجهاز الهضمي digestive tract، الجهاز البولي التناسلي urogenital tract، والجهاز التنفسي respiratory tract. لأن هذه المواقع المكشوفة تمثل بوابات محتملة للدخول, فإن الأغشية المخاطية توفر مقاومة resistance للغزو الميكروبي. على سبيل المثال، خلايا الأغشية المخاطية التي تبطن الممرات التنفسية تفرز المخاط mucus، وهو إفراز لزج من البروتينات السكرية glycoproteins التي تصيد الجزيئات الثقيلة والأحياء الدقيقة microorganisms. الأهداب الظهارية epithelial cilia بعد ذلك تنقل المخاط المحمل بالميكروب microbe-laden إلى الحلق throat، حيث تبتلع المادة أو تسعل للخارج.

2- الحواجز الكيميائية Chemical Barriers

العديد من المواد الكيميائية في العائل أيضاً دفاع مضادة للميكروبات antimicrobial defense للعدوى عن طريق تثبيط النمو الميكروبي microbial growth أو التضاعف الفيروسي viral replication. تتعزز المقاومة في القناة المهبلية vaginal tract بانخفاض الأس الهيدروجيني low pH. هذا يتطور عندما تكسر أنواع اللاكتوباسيلس Lactobacillus في الميكروبيوتا الجلايكوجين إلى أحماض مختلفة. يعتقد العديد من الباحثين أن اختفاء العصيات اللبنية lactobacilli أثناء العلاج بالمضادات الحيوية antibiotic يشجع على تطوير أمراض انتهازية opportunistic diseases مثل داء المبيضات candidiasis، وداء التريكينيلات trichomoniasis. في المسالك البولية urinary tract، الأس الهيدروجيني الحامضي قليلا للبول يثبط نمو الممرض، وتدفق البول يدفع الميكروبات بعيداً.

يوفر حاجز طبيعي للسبيل المعدي المعوي gastrointestinal tract بواسطة حامض المعدة stomach acid، والذي، مع أس هيدروجيني حوالي 2.0 يدمر معظم مسببات الأمراض. ومع ذلك، يمكن أن يكون هناك ناجون بارزون، بما في ذلك فيروسات شلل الأطفال polio virus والتهاب الكبد أ hepatitis A virus، وعصيات التيفوئيد والسل typhoid and tubercle bacilli، وهيليكوباكتر بيلوري Helicobacter pylori، مسبب رئيسي للقرحات الهضمية peptic ulcers.

أ- الصفراء Bile

الصفراء من المرارة gallbladder تدخل الجهاز في الاثني عشر duodenum، وتعمل كمادة مثبطة (الصفراء: سائل أخضر مصفر، يلعب دور أساسي في الأمعاء الدقيقة في استحلاب الدهون). بالإضافة إلى ذلك، انزيمات الاثني عشر duodenal enzymes تحلل البروتينات proteins، الكربوهيدرات carbohydrates، الدهون lipids ، والجزيئات الكبيرة large molecules الأخرى من الأحياء الدقيقة.

ب- الدفنسينات Defensins

الحواجز الكيميائية أيضا تتكون من العديد من الببتيدات المضادة للميكروبات antimicrobial peptides الصغيرة، تسمى الدفنسينات defensins، والتي توجد في إفرازات مختلفة في جميع أنحاء الجسم. تنتج من قبل الخلايا البلعمية phagocytic cells وكذلك الخلايا الظهارية epithelial cells في الجهاز التنفسي, الجهاز الهضمي، والجهاز البولي التناسلي. الزهم sebum على سطح الجلد، على سبيل المثال، تنتج 12 دفنسين defensins على الأقل (الزهم: مادة زيتية تفرزها الغدد الدهنية sebaceous glands لتليين الشعر والجلد). تنتج بعض الدفنسينات بشكل مستمر، بينما الأخرى تستحثها المنتجات الميكروبية microbial products. هي فعالة ضد العديد من الخلايا البكتيرية السالبة لغرام gram-negative والموجبة لجرام gram-positive, الفطريات fungi, والفيروسات viruses مثل فيروس نقص المناعة البشرية HIV. العديد من الدفنسينات تتلف الأغشية، تقتل مسببات الأمراض عبر التحلل الخلوي cell lysis.

ج- الليزوزيم Lysozyme

بطريقة مشابهة الى حد ما، الليزوزيم هو مثبط كيميائي موجود في الدموع tears, المخاط mucus، واللعاب saliva البشري. الانزيم يمزق الجدران الخلوية للخلايا البكتيرية الموجبة لجرام عن طريق إضعاف الببتيدوغليكان peptidoglycan. التحلل التناضحي Osmotic lysis يؤدي إلى موت الخلية.

د- المكونات المتممة Complement components والانترفيرون Interferon

بروتينات أخرى قابلة للذوبان soluble، مثل المكونات المتممة complement components والانترفيرون interferon، هي حواجز فسيولوجية physiological barriers مهمة في المناعة الفطرية.

3- الحواجز الخلوية Cellular Barriers

أ- كريات الدم البيضاء Leukocytes

وحيدات الدم blood monocytes, بالعات النسيج الكبيرة tissue macrophages، والعدلات neutrophils هي دفاعات خلوية رئيسية في المناعة الفطرية. هذه الخلايا يمكن أن تنفذ البلعمة phagocytosis وتثير استجابة التهابية لتدمير مسببات الأمراض الغازية.

ب- ميكروبيوتا الأنسجة Tissue microbiota

بالإضافة إلى كريات الدم البيضاء، الحواجز الدفاعية defensive barriers تشمل أيضا الميكروبيوتا الطبيعية normal microbiota لأسطح الجسم. هذه الميكروبات الأصلية, غير الممرضة تشكل حاجز خلوي cellular barrier من خلال منافسة مسببات الأمراض على المواد الغذائية ومواقع الإلتصاق على الجلد والأغشية المخاطية.