Obrambeni mehanizmi domaćina

Obrana domaćina koja štiti od zaraze obuhvaća prirodne zaprjeke (npr. kožu i sluznice), nespecifične imunološke odgovore (npr. fagocite [neutrofile, makrofage] i njihove proizvode) te specifične imunološke odgovore (npr. protutijela i limfocite).

Prirodne barijere

Ukoliko nije fizički oštećena (npr. ozljedom, IV kateterom ili kirurškim rezom), koža obično sprječava ulazak mikroorganizama. U iznimke spadaju humani papilomavirusi, koji mogu ući u neoštećenu kožu, izazivajući bradavice, i neki paraziti (npr. Schistosoma mansoni, Strongyloides stercoralis).

Mnoge sluznice oplakuju sekreti s antimikrobnim svojstvima (npr. sluz vrata maternice, prostatična tekućina i suze, koji sadrže lizozim koji cijepa veze od muraminske kiseline u stijenkama bakterija, osobito onih gram–pozitivnih). Lokalne izlučevine također sadrže imunoglobuline, ponajprije IgG i sekretorni IgA, koji sprječavaju mikroorganizme da se vežu za stanice domaćina.

Dišni sustav ima filtere u gornjem dijelu. Ako invazivni organizmi dospiju do traheobronhalnog debla, mukocilijarni epitel ih izbacuje iz pluća. Pri odstranjivanju mikroorganizama pomaže i kašalj. Ako organizmi dospiju u alveole, fagocitiraju ih alveolarni makrofagi i tkivni histiociti. Međutim, ovu obranu mogu probiti organizmi koji se nalaze u velikom broju ili njezinu učinkovitost može umanjiti zagađenje zraka (npr. dim cigareta), ili ometanje zaštitnih mehanizama (npr. endotrahealna intubacija ili traheostoma).

Barijere probavnog sustava obuhvaćaju kiseli pH želuca i antibakterijsko djelovanje enzima gušterače, žuči i izlučevina crijeva. Mikroorganizmi se odstranjuju peristaltikom i normalnim ljuštenjem epitelnih stanica. Ako se peristaltika uspori (npr. zbog lijekova poput atropina ili opijatnih alkaloida), odstranjivanje je usporeno što produljuje trajanje nekih infekcija, npr. simptomatske šigeloze. Ugroženi obrambeni mehanizmi mogu učiniti bolesnike sklonijima određenim infekcijama (npr. aklorhidrija pogoduje salmonelozi). Normalna crijevna flora može spriječiti patogene; promjene te flore uslijed antibiotika mogu omogućiti prerastanje svojstvenih mikroorganizama (npr. Salmonelle typhimurium) ili superinfekciju uobičajenim nametnicima, tj. komenzalima (npr. Candidom albicans).

Barijere mokraćno–spolnog sustava obuhvaćaju duljinu mokraćne cijevi (20 cm) u muškaraca, kiseli pH rodnice u žena i hipertonično stanje u srži bubrega. Bubrezi također stvaraju i izlučuju velike količine Tamm–Horsfallova mukoproteina, koji veže neke bakterije, olakšavajući njihovo bezopasno izbacivanje.

Nespecifični imunološki odgovori

Citokine (uključujući IL–1, IL–6, faktor tumorske nekroze, interferon–γ) stvaraju ponajprije makrofagi i aktivirani limfociti, a posreduju u akutnom razdoblju odgovora, do kojeg dolazi bez obzira na uzročnika (vidi i str. 1326). Pri odgovoru dolazi do vrućice i povećanog stvaranja neutrofila u koštanoj srži. Endotelne stanice stvaraju velike količine IL–8, koji privlači neutrofile.

Upalni odgovor usmjerava sastavnice imunološkog sustava prema mjestima ozljede ili infekcije a očituje se povećanom krvnom opskrbom i propusnošću žila, što omogućava kemotaktičnim peptidima, neutrofilima i mononuklearnim stanicama da izađu iz krvnih žila. Širenje mikroba ograničavaju fagociti tzv. fagocitozom mikroorganizama (npr. neutrofili i makrofagi). Fagociti do mikroba dolaze kemotaksijom i uvlače ih, otpuštajući sadržaj lizosoma koji pomaže pri uništavanju mikroba. Fagociti stvaraju proizvodi oksidacije poput vodikovog peroksida i ubijaju uvučene mikrobe. Kada kvantitativni ili kvalitativni poremećaj neutrofila dovede do infekcije, ona je obično dugotrajnija i ponavlja se, te loše odgovara na antimikrobne lijekove. Uobičajeni su uzročnici stafilokoki, gram–negativne bakterije i gljivice.

Specifični imunološki odgovori

Nakon infekcije, domaćin može stvarati niz protutijela, složenih glikoproteina poznatih pod imenom imunoglobulini, koja se vežu za specifične mikrobne antigenske ciljeve. Protutijela mogu pomoći pri iskorjenjivanju uzročnika privlačenjem domaćinovih leukocita i aktivacijom sustava komplementa. Sustav komplementa (vidi str. 1326) uništava stanične stijenke, obično klasičnim putem aktivacije. Komplement se također može aktivirati na površini nekih mikroorganizama i alternativnim putem. Protutijela mogu poticati odlaganje tvari poznatih pod imenom opsonini (npr. bjelančevina komplementa C3b) na površinu mikroorganizama, što pomaže pri fagocitozi. Opsonizacija je važna za iskorjenjivanje inkapsuliranih uzročnika, poput pneumokoka i meningokoka.