11.3A:

Aby se tělo mohlo chránit před infekcí, musí jako jednu z prvních věcí detekovat přítomnost mikroorganismů. Tělo to zpočátku dělá tak, že rozpoznává molekuly, které jsou jedinečné pro skupiny příbuzných mikroorganismů a nejsou spojeny s lidskými buňkami. Tyto jedinečné molekuly mikrobů se nazývají molekulární vzory spojené s patogeny neboli PAMPs. Kromě toho jsou v rámci vrozené imunity rozpoznávány také jedinečné molekuly zobrazené na stresovaných, poškozených, infikovaných nebo transformovaných lidských buňkách. Ty se často označují jako molekulární vzory spojené s nebezpečím nebo DAMPs . Celkem se předpokládá, že vrozený imunitní systém rozpoznává přibližně 103 molekulárních vzorů.

Obrázek \(\PageIndex{1}\): (vlevo) Struktura gramnegativní buněčné stěny. Gramnegativní buněčná stěna se skládá z tenké vnitřní vrstvy peptidoglykanu a vnější membrány tvořené molekulami fosfolipidů, lipopolysacharidů (LPS), lipoproteinů a povrchových proteinů. Lipopolysacharid se skládá z polysacharidu lipidu A a O. (vpravo) Grampozitivní buněčná stěna se jeví jako hustá vrstva složená obvykle z četných řad peptidoglykanu a molekul kyseliny lipoteichoové, stěnové kyseliny teichoové a povrchových bílkovin.

Mezi příklady PAMP asociovaných s mikroby patří např:

1. lipopolysacharid (LPS) z vnější membrány gramnegativní buněčné stěny (viz obrázek \(\PageIndex{1}\)A);
2. bakteriální lipoproteiny a lipopeptidy (viz obrázek \(\PageIndex{1}\)A);
3. poriny ve vnější membráně gramnegativní buněčné stěny (viz obrázek \(\PageIndex{1}\)A);
4. peptidoglykan hojně zastoupený v grampozitivní buněčné stěně a v menší míře v gramnegativní buněčné stěně (viz obrázek \(\PageIndex{1}\)B);
5. lipoteichoové kyseliny, které se nacházejí v grampozitivní buněčné stěně (obrázek \(\PageIndex{1}\)B);
6. lipoarabinomannan a mykolové kyseliny, které se nacházejí v kyselinotvorných buněčných stěnách (obrázek \(\PageIndex{2}\)B)
7. glykany bohaté na manózu (krátké sacharidové řetězce s manózou nebo fruktózou jako koncovým cukrem). Jsou běžné v mikrobiálních glykoproteinech a glykolipidech, ale vzácné v glykoproteinech člověka (viz obrázek \(\PageIndex{6}\)).
8. flagelin vyskytující se v bakteriálních bičících;
9. bakteriální a virové nukleové kyseliny. Bakteriální a virové genomy obsahují vysokou frekvenci nemetylovaných cytosin-guaninových dinukleotidových nebo CpG sekvencí (cytosin postrádající metylovou nebo CH3 skupinu a nacházející se v sousedství guaninu). DNA savců má nízkou frekvenci sekvencí CpG a většina z nich je metylovaná, což může maskovat rozpoznávání receptory rozpoznávání vzorů . Lidská DNA a RNA také běžně nevstupuje do buněčných endosomů, kde se nacházejí receptory rozpoznávající vzory pro mikrobiální DNA a RNA;
10. N-formylmethionin , aminokyselina společná bakteriálním proteinům;
11. dvojvláknová virová RNA jedinečná pro mnoho virů v určité fázi jejich replikace;
12. jednovláknová virová RNA z mnoha` virů, které mají genom RNA;
13. lipoteichoové kyseliny, glykolipidy a zymosan z buněčných stěn kvasinek; a
14. fosforylcholin a další lipidy společné pro mikrobiální membrány.

Obrázek \(\PageIndex{2}\): Struktura kyselé buněčné stěny. Kromě peptidoglykanu obsahuje acido-bakteriální buněčná stěna Mycobacterium velké množství glykolipidů, zejména mykolových kyselin. Vrstva peptidoglykanu je spojena s arabinogalaktanem (D-arabinóza a D-galaktóza), který je pak spojen s vysokomolekulárními mykolovými kyselinami. Vrstva arabinogalaktanu/mykolových kyselin je překryta vrstvou polypeptidů a mykolových kyselin sestávající z volných lipidů, glykolipidů a peptidoglykolipidů. Mezi další glykolipidy patří lipoarabinomannan a fosfatidyinositol mannosidy (PIM). Díky své jedinečné buněčné stěně odolá při barvení acidofastickým postupem odbarvení kyselým alkoholem a zbarví se do červena, což je barva výchozího barviva, karbol-fuchsinu. S výjimkou několika málo dalších acidofastických bakterií, jako je Nocardia, se všechny ostatní bakterie odbarví a zbarví modře, což je barva protibarviva methylenové modři.

Mezi příklady DAMP spojených se stresovanými, poraněnými, infikovanými nebo transformovanými hostitelskými buňkami, které se nenacházejí na normálních buňkách, patří např:

1. proteiny tepelného šoku;
2. změněné membránové fosfolipidy; a
3. molekuly normálně umístěné uvnitř fagozomů a lyzozomů, které se dostanou do cytosolu pouze tehdy, když jsou tyto membránové kompartmenty poškozeny v důsledku infekce, včetně protilátek vázaných na mikroby z opsonizace.
4. molekuly, které se normálně nacházejí uvnitř buněk, například ATP, DNA a RNA, které se vylévají z poškozených buněk.

Pro rozpoznávání PAMPs, jako jsou výše uvedené, mají různé tělní buňky řadu odpovídajících receptorů nazývaných receptory pro rozpoznávání vzorů neboli PRRs, které se dokáží specificky vázat na konzervované části těchto molekul. Mezi buňky, které obvykle mají receptory rozpoznávání vzorů, patří makrofágy , dendritické buňky , endotelové buňky , buňky slizničního epitelu a lymfocyty .

.