宿主对入侵细菌的识别和清除是一个复杂而精细的过程,主要涉及免疫系统的多个组成部分。这个过程可以大致分为非特异性免疫反应(先天性免疫)和特异性免疫反应(适应性免疫)两个方面。
1. 非特异性免疫反应:这是机体对抗病原体的第一道防线,包括物理屏障、化学屏障以及细胞成分等。
- 物理屏障:皮肤和黏膜构成了抵御外界微生物入侵的天然屏障。它们能够阻止大部分细菌直接接触体内组织。
- 化学屏障:如胃酸能杀死许多进入消化道的病原菌;汗液、唾液中含有的溶菌酶也有助于破坏某些细菌细胞壁。
- 细胞成分:当病原体穿过上述屏障后,巨噬细胞、自然杀伤细胞(NK细胞)等先天免疫细胞会迅速响应。这些细胞能够吞噬或杀死入侵的微生物,并通过表达模式识别受体(PRRs),如Toll样受体(TLRs)、NOD样受体(NLRs)等来识别细菌表面特有的分子结构,即病原相关分子模式(PAMPs)。例如,TLR4可以识别革兰氏阴性菌的脂多糖。
2. 特异性免疫反应:如果非特异性防御未能完全清除入侵者,则需要启动适应性免疫系统。这涉及到T细胞和B细胞介导的免疫应答。
- T细胞介导的免疫应答:当抗原呈递细胞(如巨噬细胞)吞噬并处理病原菌后,会将抗原肽与MHC分子结合形成复合物展示在细胞表面,激活CD4 辅助T细胞或CD8 杀伤性T细胞。前者通过分泌细胞因子促进免疫应答;后者直接识别并杀死被感染的宿主细胞。
- B细胞介导的体液免疫:B细胞受抗原刺激后分化为浆细胞,产生特异性抗体。这些抗体会与细菌表面特定的抗原结合,标记病原菌以利于吞噬细胞的清除作用(调理作用),或者直接中和毒素、阻止细菌对宿主细胞的黏附等。
总之,宿主通过先天性和适应性免疫系统的协同工作来识别并清除入侵细菌,其中涉及到了多种分子机制和细胞类型。