układ odpornościowy, Fizjoterapia, Fizjologia


Układ odpornościowy



Przeciwciałami nazywamy białka - globuliny produkowane przez komórki plazmatyczne.

Antygen to substancja obca (białko), która wnikając do ustroju, wywołuje reakcje skierowane przeciw sobie.

Odporność organizmu może być czynna lub bierna. Czynna rozwija się po pewnym czasie, gdy organizm zetknie się z czynnikiem zakaźnym. Bierna powstaje w wyniku transportu IgG od matki przez łożysko do płodu. Możemy też wytworzyć odporność sztuczną, przetaczając cząsteczki IgG np. w gammaglobulinie lub osoczu.

Człowiek, żyjąc w swym naturalnym środowisku, jest otoczony przez miliony potencjalnie groźnych dla zdrowia drobnoustrojów - bakterii, wirusów, grzybów, pierwotniaków. Jednak, mimo ciągłego z nimi kontaktu, w większości przypadków potrafimy sobie z nimi poradzić. Dzieje się tak dlatego, że organizm nasz jest wyposażony w specjalny system zwany układem immunologicznym lub odpornościowym.

Jak funkcjonuje ten system i dlaczego czasami nie potrafimy sprostać zagrożeniu?

Układ immunologiczny chroni nie tylko przed infekcjami, tzn. wtargnięciem obcych mikroorganizmów do naszego ustroju. Poznanie mechanizmów jego działania umożliwiło też lekarzom wynalezienie leków immunosupresyjnych (hamujących odpowiedź immunologiczną). Stały się one przełomem w transplantologii narządów.

Głównym terenem, gdzie zachodzą reakcje immunologiczne, jest tkanka limfoidalna, która występuje głównie w narządach limfatycznych: w węzłach chłonnych, śledzionie oraz migdałkach. Znaczne jej ilości spotykamy też w przewodzie pokarmowym, zwłaszcza w wyrostku robaczkowym i jelicie krętym.

Najważniejszymi komórkami układu immunologicznego są limfocyty B, limfocyty T i komórki prezentujące antygen. Komórki te biorą udział w odpowiedzi immunologicznej, czyli reakcji naszego organizmu na kontakt z antygenem.

Antygenami są białka bakterii, wirusów, grzybów i pasożytów. U osób nadwrażliwych (alergików) antygenem, który wyzwala reakcję immunologiczną, mogą być np. roztocza (kurz), pierze, pyłki roślin.

W obrębie układu odpornościowego możemy wyróżnić mechanizmy odpowiedzi swoistej i nieswoistej. Reakcje nieswoiste są mało precyzyjne, ale są szybkie i stanowią pierwszą linię obrony. Biorą w nich udział komórki krwi - komórki żerne (granulocyty, makrofagi), lizozym, interferon i inne. Reakcje swoiste są wprawdzie wolniejsze, ale za to odpowiedź jest selektywna i precyzyjna, skierowana przeciwko konkretnemu wrogowi. Na odpowiedź swoistą składa się działalność limfocytów B i limfocytów T.

Odporność humoralna i komórkowa

Limfocyty B powstają w szpiku kostnym i są odpowiedzialne za odporność humoralną, tzn. za wytwarzanie przeciwciał, które są produkowane przez pobudzone limfocyty B, zwane plazmocytami.

Globuliny różnią się układami aminokwasów, z których są zbudowane. Kontakt przeciwciała z antygenem doprowadza do zniszczenia tego ostatniego.

W zależności od budowy immunoglobuliny dzielimy na pięć klas: IgA, IgM, IgD, IgE, IgG (Ig jest symbolem immunoglobuliny).

IgA produkowana przez komórki plazmatyczne wyściełające śródbłonek jelit i płuc znajduje się we wszystkich wydzielinach ustroju. IgM jest syntetyzowana jako pierwsza, w początkowej fazie odpowiedzi na antygen, jej stężenie nie jest wysokie i utrzymuje się w ustroju krótko. Rola IgD nie jest do końca poznana. Natomiast IgE odpowiedzialna jest za występowanie alergii, np. astmy, kataru siennego, występuje głównie w płucach. IgG utrzymuje się w naszym organizmie długo i w wysokim stężeniu. Jest więc głównym elementem trwałej odporności organizmu.

IgG są w sposób aktywny transponowane z organizmu matki przez łożysko do płodu. Zanim więc dziecko rozwinie w pełni własny, układ immunologiczny IgG matki jest dla niego zabezpieczeniem przed patogenami.

Limfocyty T, wytwarzane w grasicy, są odpowiedzialne za odporność komórkową tzn. komórka limfocytu T niszczy wroga (bakterie, wirusy). Wśród limfocytów T istnieje kilka subpopulacji. Limfocyty T cytotoksyczne zdolne są do niszczenia obcych komórek. Limfocyty T pomocnicze i supresorowe mają właściwości regulowania odpowiedzi immunologicznej.

Współpraca limfocytów B i limfocytów T

Aby omawiany wyżej limfocyt B mógł się przekształcić w komórkę produkującą przeciwciała, nie wystarcza sam kontakt z antygenem, konieczna jest także współpraca z limfocytem T pomocniczym.

Współpraca (pomiędzy komórkami) całego układu odbywa się przy udziale białek zwanych cytokinami (lub interleukinami), np. na każdym etapie odpowiedzi immunologicznej zachodzi ścisła kooperacja pomiędzy układem swoistym i nieswoistym, a także pomiędzy odpowiedzią komórkową i humoralną.

Uwaga! Nieprzyjaciel

Jeśli agresor (bakteria lub inny mikroorganizm) wnika do naszego ustroju, układ odpornościowy zostaje postawiony w stan gotowości. Dróg inwazji może być wiele - błony śluzowe układu oddechowego, nabłonek jelita, uszkodzona skóra itp. Antygen, który się dostał do naszego organizmu, napotyka limfocyty znajdujące się w naszym krwiobiegu, które niezwłocznie informują inne komórki znajdujące się w węźle chłonnym (dlatego w poważnych infekcjach obrzmiewają węzły), gdzie dochodzi do aktywacji innych limfocytów i do wyrażenia pełnej odpowiedzi immunologicznej, której celem jest eliminacja agresora.

Zapamiętać agresora

Organizm człowieka wykształcił zdolność zapamiętywania antygenu. Odpowiadają za to limfocyty, które pamiętają wcześniejszy kontakt z agresorem (baketrią, wirusem). Wyraża się to bardziej zdecydowaną i szybszą odpowiedzią immunologiczną. Zjawisko to nazywamy "pamięcią immunologiczną".

Zaobserwował je w XVIII w. Edward Jenner. Osoby, które miały do czynienia z krowami zarażonymi wirusem ospy krowiej (tzw. krowianki, bardzo podobnej do wirusa ospy ludzkiej), nie chorowały na tę groźną chorobę. Obserwacja ta pozwoliła opracować pierwszą szczepionkę zanim jeszcze poznaliśmy dokładniej mechanizmy układu immunologicznego.

Odporności na choroby można nabyć w sposób naturalny - poprzez kontakt z infekcją lub dzięki szczepieniu. Ma ono na celu stymulację organizmu do produkcji przeciwciał i "zapamiętania agresora" przez limfocyty.

Każdy ma swoje MHC

Można zadać sobie pytanie, dlaczego nasze limfocyty rozpoznają tylko obce białka, pozostawiając w spokoju własne? W tym celu ustrój nasz wykształcił tzw. układ zgodności tkankowej. Stanowią go antygeny zgodności tkankowej, oznaczone skrótem MHC.

Antygeny te są specyficzne osobniczo, to znaczy każdy ma swój układ genów kodujących białka MHC. Rozpoznaje on własne MHC i pozostawia je w spokoju, zaś obce komórki MHC są od razu atakowane i niszczone. Przykładem może być proces odrzucania przeszczepów.

***

Układ immunologiczny kryje jeszcze wiele tajemnic. Pomimo wielu badań ciągle jeszcze nie wiemy, dlaczego nie radzi on sobie w walce z nowotworami. Podobnie nie znamy też przyczyn powstawania tak zwanych chorób autoimmunologicznych.

Mimo tych zagadek, możemy powiedzieć, że organizm nasz jest wyposażony w bardzo skomplikowany i prawie perfekcyjny system, który pracuje dla nas. Korzystamy z jego usług, nie zdając sobie nawet z tego sprawy, ale to dzięki niemu możemy spać spokojnie.

Szczepionka - preparat pochodzenia biologicznego, zawierający żywe, o osłabionej zjadliwości (atenuowane) lub zabite drobnoustroje chorobotwórcze lub fragmenty ich struktury, czy metabolity; stosowany w celu wywołania odpowiedzi immunologicznej (odporności poszczepiennej - sztucznej czynnej).

0x01 graphic
Wykorzystanie szczepionek [edytuj]

W lecznictwie, szczepionki stosuje się w celach profilaktycznych (zapobieganie chorobom, np. odra, gruźlica) oraz leczniczych (zwalczanie chorób, np. pryszczyca).

Szczepionki dzielimy na:

Pochodzenie szczepionek [edytuj]

Drobnoustroje używane do produkcji szczepionki pochodzą z izolowanych szczepów o ustalonych właściwościach - o zmniejszonej zjadliwości - atenuowane (np. na drodze wielokrotnych pasaży), zabite lub niechorobotwórcze dla gatunku biorcy, np. człowieka (szczepionka BCG przeciw gruźlicy, wytworzona ze szczepu prątków atakujących bydło). W celu uśmiercania zarazków wykorzystywanych w szczepionkach używa się zazwyczaj wysokiej temperatury, środków chemicznych (fenol, alkohol) lub promieniowania jonizującego. Szczepienia wykonuje jednorazowo lub z powtórzeniem w celu uzyskania większego miana przeciwciał w surowicy (tzw. booster effect - dosł. efekt wzmacniacza).

Typy szczepionek [edytuj]

Szczepionki poliwalentne [edytuj]

Aktualnie coraz częściej stosuje się szczepionki, które uodparniają przed kilkoma chorobami - są to tzw. szczepionki skojarzone (poliwalentne). Przykładem takiej szczepionki jest Di-Per-Te przeciw błonicy, tężca i krztuśca. Ponadto takie szczepionki dają wyższą odporność niż antygeny podane osobno.

Odporność poszczepienna

Odporność poszczepienna jest odpornością czynną, tzn. po immunizacji antygenem w organizmie biorcy powstają przeciwciała; inaczej, niż w przypadku podania gotowych przeciwciał w postaci surowicy (odporność bierna).

Odporność poszczepienna utrzymuje się od kilku tygodni do kilku lat, w zależności od:

Drogi podania szczepionek

Większość szczepionek podawana jest w postaci zastrzyku, lecz są także takie, które aplikuje się doustnie (przeciw poliomyelitis). Można szczepić drogą wziewną - rozpylając szczepionkę do nosa (przeciw grypie). Przeciwko ospie prawdziwej szczepiono (do 1980 roku, aktualnie nie są prowadzone powszechne szczepienia) przy pomocy skaryfikatora, czyli przyrządu do zadraśnięcia naskórka (skaryfikacji) lub cienkiej igły, którą uciskano wielokrotnie powierzchnię skóry.

Przeciwwskazania do szczepień

Powikłania szczepionek

Zdarza się, że po zaszczepieniu pojawiają się niepożądane odczyny poszczepienne.

HIV I AIDS

Czynnikiem wywołującym chorobę AIDS jest wirus HIV, czyli ludzki wirus upośledzenia odporności. Istnieją dwa typy wirusów odpowiedzialne za AIDS: HIV-1 i HIV-2. Ten drugi wolniej niż ten pierwszy doprowadza do AIDS. Pochodzenie wirusa HIV nie zostało ostatecznie wyjaśnione. Przypuszcza się, że jest on wynikiem mutacji retrowirusów występujących w Afryce u małp, którymi następnie zaraził się człowiek. Po wniknięciu do organizmu człowieka, HIV łączy się z komórkami, które posiadają na swej powierzchni specjalne białka wychwytujące wirusa, tzw. receptory. Dzięki nim wirus może wniknąć do wnętrza komórki. Są one jak gdyby "drzwiami" do komórki. Zakażeniu HIV ulęgają tylko te komórki, które mają odpowiedni receptor (tzw. receptor CD4). Najwięcej takich receptorów posiadają na swojej powierzchni limfocyty T, należące do "centrum zarządzania" systemem immunologicznym człowieka. Do wniknięcia wirusa do komórek potrzebne są jeszcze tzw. koreceptory, których produkcja może być niedostateczna u niektórych osób w związku z zaburzeniami genetycznymi. Tłumaczy to fakt, że są osoby, które nie zarażają się wirusem HIV lub wirus namnaża się w ich organizmach bardzo słabo.
Jednak u większości ludzi wirus namnaża się bardzo intensywnie. Jego znaczna ilość jest niszczona przez układ odpornościowy. Z drugiej strony komórki tego układu są niszczone przez HIV. W konsekwencji przewagi wirusa nad zdolnością komórek układu odpornościowo ustrój przegrywa walkę z zakażeniem. W następstwie zmniejszania się liczby limfocytów w organizmie postępują zaburzenia odporności, w rezultacie u chorych rozwija się AIDS. HIV charakteryzuje się dużą zmiennością. Umożliwia mu to ucieczkę przed immunologicznymi mechanizmami obronnymi ustroju. Jest to również przyczyną trudności w opracowaniu skutecznych metod leczenia zakażeń i w pracach nad szczepionką przeciwdziałającą zakażeniu

Od momentu zakażenia wirusem HIV do powstania pełnoobjawowego AIDS mija przeciętnie 10-12 lat. HIV w organizmie człowieka powiela się 10-20 miliardach kopii dziennie. Wiele z nich różni się od oryginału (mutacja wirusa). Niektóre te mutanty są nieszkodliwe i szybko giną, inne z kolei są oporne na działanie leków i szybko się mnożą. Wystarczy przerwać na jakiś czas kurację, aby wirus uodpornił się na leki. Można też zakazić się już odpornym wariantem wirusa. 70% pacjentów ma wirusa odpornego na jeden z typów leków. Lekarze zmieniają skład "koktajlu" leków antywirusowych w nadziei, że natrafią na słabą stronę uodpornionego wirusa. Wypróbowują też różne kombinacje. Gdy popularne koktajle przestają działać, stosuje się wszystkie preparaty razem. Amerykańscy lekarze nazywają to kitchen sink therapy, co swobodnie można przetłumaczyć jako "terapię zlewową". Ostatnio w Nowym Jorku odkryto nową bardzo niebezpieczną mutację HIV u 40 letniego mężczyzny z objawami rozwiniętego AIDS. Przypadek wzbudził niepokój lekarzy, ponieważ pacjent zachorował na AIDS zaledwie dwa miesiące po zakażeniu HIV. Wirus ten jest bardzo agresywny i nie reaguje na żaden znany zestaw leków. Istnieje również pewne prawdopodobieństwo, że szybki postęp choroby może wynikać z indywidualnych cech chorego mężczyzny.

Objawy zakażenia

Historia naturalnego rozwoju AIDS obejmuje następujące etapy:

  1. Przedostanie się wirusa do krwioobiegu

  2. Okres inkubacji (4-6 tygodni)

  3. Okres ostrych objawów zakażenia - dotyczy od 40-80% wszystkich zakażonych osób. W 2-4 tygodnie po zakażeniu występują objawy podobne do grypy, czasem wysypka na twarzy i zmiany w śluzówce jamy ustnej. Zaburzenia te mijają samoistnie

  4. Okres utajenia (bezobjawowego lub skąpoobjawowego nosicielstwa HIV) trwający od kilku miesięcy do kilku lat. U dzieci może być on nieco krótszy

  5. Okres objawów klinicznych - najczęściej polegają one na powiększeniu węzłów chłonnych, postępującym osłabieniu, nocnych potach. W okresie tym występują choroby, które mogą również występować u osób niezakażonych, jednak ich przebieg jest cięższy i długotrwały( np. półpasiec, grzybica jamy ustnej)

  6. Pełnoobjawowy AIDS, do którego typowych objawów należą ciężkie zakażenia, tzw. oportunistyczne - drobnoustroje, które dla zdrowego człowieka nie są patogenne, w sytuacji, gdy układ immunologiczny jest uszkodzony jak w przepadku AIDS, występują ciężkie zmiany chorobowe:

W okresie od roku do dwóch lat po wystąpieniu tych objawów dochodzi do śmierci, której najczęstsza przyczyna są zakażenie oportunistyczne.
Przełomowym momentem w badaniach nad HIV miało opracowanie w 1985 roku testu na wykrywanie przeciwciał przeciwko antygenom wirusa HIV. Należy jednak pamiętać, że istnieje okres serologicznie niemy (tzw. okienko serologiczne ) trwający na ogół 6 do 12 tygodni od momenty zakażenia.

Terapia:

Leczenie osób zakażonych HIV ma kilka podstawowych celów:

  1. Zapobieganie zakażeniom oportunistycznym (tj. takim, które atakują ustrój korzystając z okazji upośledzenia układu immunologicznego)

  2. Leczenie infekcji oportunistycznych i chorób nowotworowych. Większość chorób znamionujących AIDS można dość skutecznie leczyć. Wymaga to kosztownego leczenia szpitalnego. W miarę postępu niszczenie układu odpornościowego, mimo intensywnych wysiłków, leczenie tych chorób staje się nieskuteczne.

Sposoby zakażenia wirusem HIV

Leukocyt

Leukocyt - inaczej krwinka biała - komórkowy składnik krwi. Leukocyty są stosunkowo duże, niemal bezbarwne i mniej liczne od erytrocytów. Ich zadaniem jest ochrona organizmu przed patogenami takimi jak wirusy i bakterie.

Podstawowe cechy leukocytów [edytuj]

Leukocyty są podstawowym elementem układu odpornościowego. Ich funkcja odpornościowa jest realizowana przez:

Leukocyty dzielą się na: