การป้องกันภูมิคุ้มกันของปอด

ทางเดินหายใจรักษาสมดุลของระบบภูมิคุ้มกันที่ปกป้องพื้นผิวเยื่อบุขนาดใหญ่จากเชื้อโรคที่สูดดมเข้าไป ในขณะเดียวกันก็หลีกเลี่ยงการอักเสบที่มากเกินไปซึ่งจะทำให้การแลกเปลี่ยนก๊าซบกพร่อง อุปสรรคและเซลล์ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดจะทำงานทันที ภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวให้ความจำเพาะและหน่วยความจำ และกลไกการควบคุมจะรักษาสมดุลของการตอบสนองที่ส่วนต่อประสานระหว่างอากาศกับเนื้อเยื่อ

Definition

การป้องกันภูมิคุ้มกันของปอดคือกลไกทางภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดและแบบปรับตัวของทางเดินหายใจที่จดจำและกำจัดเชื้อโรคที่สูดดมเข้าไปที่ทางเดินหายใจและเยื่อบุถุงลม ในขณะเดียวกันก็ควบคุมการตอบสนองเพื่อรักษาสมรรถภาพการแลกเปลี่ยนก๊าซ

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมการป้องกันภูมิคุ้มกันของปอดแบบหลายชั้น: อุปสรรคทางกายภาพและสารคัดหลั่งโดยกำเนิด, เซลล์ภูมิคุ้มกันประจำถิ่นและที่ถูกเรียกมา (โดยเฉพาะมาโครฟาจในถุงลม), การมีส่วนร่วมของสารลดแรงตึงผิวคอลเลคติน, และภูมิคุ้มกันเยื่อบุแบบปรับตัว, พร้อมกับการควบคุมที่รักษาสภาวะทนต่อสารที่สูดดมเข้าไปที่ไม่เป็นอันตราย เป็นสรีรวิทยาเชิงการศึกษาอ้างอิง ไม่ใช่แนวทางภูมิคุ้มกันวิทยาทางคลินิก

Core questions

• อุปสรรคและเซลล์โดยกำเนิดใดที่ให้การตอบสนองแรกของปอดต่อจุลชีพที่สูดดมเข้าไป?
• มาโครฟาจในถุงลมกำจัดเชื้อโรคได้อย่างไรโดยไม่กระตุ้นให้เกิดการอักเสบที่เป็นอันตราย?
• ภูมิคุ้มกันเยื่อบุแบบปรับตัวเพิ่มความจำเพาะและหน่วยความจำในทางเดินหายใจได้อย่างไร?
• สมดุลทางภูมิคุ้มกันได้รับการรักษาไว้อย่างไรเพื่อให้ปอดทนต่อสารที่สูดดมเข้าไปที่ไม่เป็นอันตราย?

Key concepts

• ภูมิคุ้มกันทางเดินหายใจโดยกำเนิดเทียบกับแบบปรับตัว
• มาโครฟาจในถุงลม
• ภูมิคุ้มกันเยื่อบุและ IgA หลั่ง
• การจดจำรูปแบบและสารลดแรงตึงผิวคอลเลคติน (SP-A, SP-D)
• เปปไทด์ต้านจุลชีพ
• สมดุลทางภูมิคุ้มกันและความทนทาน

Mechanisms

การป้องกันเริ่มต้นด้วยอุปสรรคโดยกำเนิด: เยื่อบุผิว, การกำจัดเมือกและขนเซลล์ (mucociliary clearance) และโมเลกุลต้านจุลชีพที่หลั่งออกมา, ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากสารลดแรงตึงผิวคอลเลคติน SP-A และ SP-D ที่ทำหน้าที่เป็นออปโซนิน (opsonise) จุลชีพและปรับการทำงานของเซลล์ภูมิคุ้มกัน มาโครฟาจในถุงลมจะลาดตระเวนบนพื้นผิวถุงลม, กลืนกินและย่อยสลายอนุภาคและเชื้อโรคที่สูดดมเข้าไป, และช่วยกำหนดระดับการอักเสบ เมื่อการป้องกันโดยกำเนิดไม่เพียงพอ, เซลล์เดนไดรต์จะเก็บตัวอย่างแอนติเจนและกระตุ้นการตอบสนองแบบปรับตัว, สร้างเซลล์ T ที่จำเพาะต่อแอนติเจนและแอนติบอดี, รวมถึงอิมมูโนโกลบูลินหลั่งที่เยื่อบุ, ซึ่งให้ความจำเพาะและหน่วยความจำ ตลอดกระบวนการนี้, เครือข่ายการควบคุมจะยับยั้งการตอบสนองต่อแอนติเจนที่สูดดมเข้าไปที่ไม่เป็นอันตราย, รักษาสมดุลทางภูมิคุ้มกัน (immunological homeostasis) เพื่อให้การป้องกันไม่ก่อให้เกิดความเสียหายจากการอักเสบต่อพื้นผิวการแลกเปลี่ยนก๊าซ

Clinical relevance

การทำความเข้าใจการป้องกันภูมิคุ้มกันของปอดช่วยให้เข้าใจว่าเหตุใดการที่อุปสรรคถูกทำลาย, การกลืนกินบกพร่อง หรือการอักเสบที่ผิดปกติจึงทำให้เกิดการติดเชื้อทางเดินหายใจและการบาดเจ็บของปอดที่เกิดจากภูมิคุ้มกัน หัวข้อนี้เป็นสรีรวิทยาเชิงพรรณนาที่อธิบายกระบวนการดังกล่าว และไม่ได้ให้คำแนะนำในการวินิจฉัยหรือการรักษา

Evidence & guidelines

การทำงานของภูมิคุ้มกันทางเดินหายใจมีการอธิบายไว้ในบทความทบทวนทางภูมิคุ้มกันวิทยาและตำราอายุรศาสตร์ระบบทางเดินหายใจ; การจัดการการติดเชื้อเฉพาะหรือความผิดปกติของภูมิคุ้มกันจะอยู่ในขอบเขตของหน่วยงานทางคลินิกและแนวทางที่เกี่ยวข้อง

History

ปอดได้รับการยอมรับว่าเป็นอวัยวะเยื่อบุที่มีการทำงานทางภูมิคุ้มกันอย่างต่อเนื่องในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 และต้นศตวรรษที่ 21 เมื่อบทบาทของมาโครฟาจในถุงลม, สารลดแรงตึงผิวคอลเลคติน และภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวของเยื่อบุได้รับการกำหนดและรวมเข้ากับแบบจำลองของการป้องกันโฮสต์ทางเดินหายใจที่มีการควบคุม

Key figures

• Patrick Holt
• Jo Rae Wright
• Erika Crouch

Seminal works

• holt-2008
• wright-2005
• crouch-2001

Frequently asked questions

ปอดป้องกันตัวเองจากจุลชีพที่สูดดมเข้าไปได้อย่างไร?

ผ่านการป้องกันแบบหลายชั้น: อุปสรรคทางกายภาพและสารคัดหลั่งโดยกำเนิด, โปรตีนลดแรงตึงผิวที่จดจำจุลชีพ, มาโครฟาจในถุงลมที่กลืนกินจุลชีพ, และภูมิคุ้มกันเยื่อบุแบบปรับตัวที่เพิ่มแอนติบอดีจำเพาะและหน่วยความจำ

เหตุใดปอดจึงต้องควบคุมการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน?

เนื่องจากการอักเสบที่ไม่สามารถควบคุมได้จะทำลายพื้นผิวการแลกเปลี่ยนก๊าซที่บาง ระบบภูมิคุ้มกันทางเดินหายใจจึงถูกควบคุมให้ทนต่อสารที่สูดดมเข้าไปที่ไม่เป็นอันตราย ในขณะที่ยังคงตอบสนองต่อภัยคุกคามที่แท้จริง