ODPORNOŚĆ ORGANIZMU

Odporność immunologiczna - zdolność organizmu do obrony przed antygenami. Zadaniami
mechanizmów obronnych jest niedopuszczenie do wniknięcia ciał obcych, a jeśli już dostaną
się do wnętrza, to odróżnienie ich od własnych substancji i unieszkodliwienie.

Mechanizmy reakcji odpornościowej

W   organizmie   człowieka   istnieje   szereg   zabezpieczeń   chroniących   przed   wniknięciem
chorobotwórczych   czynników.   Czynniki   te,   to   przede   wszystkim   drobnoustroje,   jak   wirusy,
bakterie, grzyby czy pierwotniaki. Czynnikami chorobotwórczymi są też pasożyty jelitowe, takie
jak tasiemiec, glista czy owsiki. Czynniki chorobotwórcze nazywane są w medycynie patogenami.

Uwaga!

 Używa się terminu „czynniki chorobotwórcze”, a nie „organizmy chorobotwórcze”, gdyż

wirusy nie są organizmami.

Nauka o reakcjach odpornościowych organizmu to immunologia.

Reakcje odpornościowe w organizmie są dwojakiego rodzaju.

Odporność nieswoista  -  jest nazywana  „pierwszą linią obrony organizmu”. Jej  podstawowe
zadanie to:

•

nie dopuścić do wniknięcia patogenu do organizmu;

•

lub, jeśli pokona bariery ochronne i wniknie - natychmiast  unieszkodliwić i zlikwidować
patogen, póki nie zdążył poczynić szkód w organizmie.

Mechanizmy działające w obrębie odporności nieswoistej

1. Skóra posiada zwartą strukturę, co stanowi doskonałą barierę mechaniczną, ponadto kwaśny

odczyn   potu   jest   zabójczy   dla   większości   bakterii.   Praktycznie   tylko   zranienie   może
umożliwić zarazkom wniknięcie do wnętrza organizmu przez skórę.

2. Błony   śluzowe   wyścielające   układy   pokarmowy   czy   oddechowy   są   łatwiejsze   do

sforsowania, ale i tu występuje zabezpieczenie w postaci enzymu o nazwie lizozym. Jest on
obecny na powierzchni śluzówek, we łzach, ślinie, a jego rola polega na rozkładaniu ściany
komórkowej większości bakterii.

3. Dla drobnoustrojów próbujących wniknąć do organizmu drogą pokarmową zabójcze jest

niskie pH żołądka.

4. Pod powierzchnią skóry i błon śluzowych znajdują się spore ilości leukocytów, które w

przypadku przeniknięcia czynnika chorobotwórczego zjadają go (fagocytują). Leukocyty te
to neutrofile oraz makrofagi. Szczególnie te drugie mają zdolność pochłaniania ogromnych
ilości „intruzów”, tym samym znacznie redukując ich ilość.

5. Komórki, które zostały zainfekowane wirusem wydzielają interferon. Jest to białko, które

przenika do sąsiednich, jeszcze nie zakażonych komórek i tam, w razie ataku wirusa blokuje
jego namnażanie.

Odporność swoista

Jeśli  obcym czynnikom uda  się pokonać nieswoiste  bariery,  uruchamiana zostaje  „druga linia
obrony”, stosowana przeciw konkretnemu czynnikowi chorobotwórczemu. Rozpoznanie rodzaju

czynnika   odbywa   się   na   podstawie   substancji   znajdującej   się   na   jego   powierzchni,   nazywanej
antygenem. Substancja ta to najczęściej białko, ale może to być też inny związek organiczny.

Antygeny znajdują się na powierzchni wszystkich komórek, w każdym organizmie, a w przypadku
wirusów, na powierzchni ich cząstek. Są pewnego rodzaju „wizytówką”, określająca przynależność
komórki.  System odpornościowy organizmu odróżnia własne antygeny od obcych i reaguje
tylko na obecność tych drugich.

Antygeny nie muszą być bezpośrednio związane z czynnikiem chorobotwórczym - np. niektóre
toksyny produkowane przez bakterie,  albo jad żmii  też  zawierają antygeny.  Zdarzają się także
antygeny pochodzenia syntetycznego.

Antygeny to substancje zdolne do wywołania w organizmie reakcji odpornościowej.

Odpowiedź   organizmu,   będącą   reakcją   na   wniknięcie   antygenu   nazywamy   odpowiedzią
immunologiczną.

Przebieg swoistej reakcji odpornościowej

1. Makrofagi,   które   stanowiły   ostatnią   barierę   odporności   nieswoistej   i   fagocytowały

wnikające  drobnoustroje, nie  trawią  ich w całości.  Fragmenty niestrawione,  zawierające
antygeny,   umieszczane   są   na   zewnętrznej   powierzchni   błony   komórkowej   makrofaga.
Mówimy, że makrofagi prezentują antygeny.

2. Inne białe krwinki,  limfocyty, posiadają na swej powierzchni specjalne receptory, dzięki

którym rozpoznają antygen. Rozpoznanie odbywa się na zasadzie wzajemnego dopasowania
(zasada klucz - zamek). Ilość różnych receptorów jest ogromna, a poszczególne limfocyty
posiadają różne ich rodzaje. Receptory pasujące do danego antygenu występują tylko na
nielicznych limfocytach. Ustalenie, że prezentowany przez makrofag antygen jest „obcy” i
uruchomienie   odpowiedzi   immunologicznej   należy   do  limfocytów   T   pomocniczych
(inaczej T-helper, w skrócie Th).

3. Pobudzone w wyniku kontaktu z antygenem limfocyty Th wydzielają  interleukiny. Są to

substancje, które oddziałują na pozostałe limfocyty: T cytotoksyczne (Tc) i B, prowadząc do
ich intensywnego namnożenia.Pobudzeniu i namnożeniu ulegają tylko te limfocyty, które
posiadają receptory pasujące do antygenu. Limfocyty T pomocnicze (Th) są niezbędne do
uruchomienia swoistej odpowiedzi immunologicznej, a podczas jej zachodzenia sterują
jej przebiegiem.

4.  Dalsza obrona idzie dwoma torami:

•

odpowiedź   komórkowa  -   polega   na   zabiciu   komórki   posiadającej   rozpoznane
antygeny.   Strategia  ta  może  być   stosowana  wobec  obcych  komórek,  ale  częściej
wykorzystywana   jest   przeciw   komórkom   własnego   organizmu,   które   zostały
zainfekowane   wirusem   albo   uległy   zmianie   nowotworowej   (na   ich   powierzchni
pojawiają   się   wówczas   nietypowe   antygeny).   Za   ten   rodzaj   reakcji   odpowiadają
limfocyty T cytotoksyczne.

•

odpowiedź   humoralna  -   polega   na   wytworzeniu   przez  limfocyty   B  przeciwciał
wiążących antygeny.

Przeciwciała   (inaczej   immunoglobuliny)   to   białka,   które   mogą   związać   i   zneutralizować
antygen.

W   praktyce   przeciwciało   jest   identyczne   z   receptorem,   który   znajdował   się   na   pobudzonym
limfocycie B.

Każde przeciwciało pasuje tylko do jednego antygenu (jak klucz do zamka).

Ponieważ ilość antygenów mogących zagrozić organizmowi jest ogromna, musi istnieć możliwość
wyprodukowania   odpowiedniej   ilości   przeciwciał.   Limfocyty   B   są   potencjalnie   zdolne   do
wyprodukowania 1018 różnych rodzajów przeciwciał - jest to ilość znacznie przekraczająca ilość
antygenów, z jaką może się zetknąć człowiek nawet podczas najdłuższego życia.

Pobudzone limfocyty B rosną, a następnie intensywnie się dzielą, dając potomstwo klonów (czyli
identycznych komórek), „posiadających przepis” na właściwe przeciwciało. Te limfocyty B, które
przestają się już dzielić i rozpoczynają masową produkcję przeciwciał nazywamy plazmocytami.
Część potomnych limfocytów nie produkuje przeciwciał, tylko przekształca się w tzw.  komórki
pamięci.

Głównym   zadaniem   swoistej   odpowiedzi   immunologicznej   jest   produkowanie   przeciwciał
skierowanych przeciwko określonemu antygenowi.

Utworzenie   kompleksu   przeciwciało-antygen   uruchamia   różne   procesy   prowadzące   do
zlikwidowania czynnika chorobotwórczego.

Zestawienie roli poszczególnych leukocytów w reakcji odpornościowej

Rodzaj leukocytów

Rola w reakcji obronnej

granulocyty

obojętnochłonne (neutrofile)

Związane z odpornością nieswoistą, w której są

na pierwszej linii obrony. Jako pierwsze

pojawiają się np. w miejscu zranienia i

pochłaniają wnikające patogeny. Mogą też

szybko się namnażać.

kwasochłonne (eozynofile)

Związane z odpornością nieswoistą, pojawiają

się w zakażeniach przewlekłych, jako komórki

wspomagające funkcjonowanie całego

systemu. Uczestniczą w reakcjach

alergicznych.

zasadochłonne (bazofile)

Związane z odpornością nieswoistą,

wspomagają działanie systemu

odpornościowego, biorą udział w reakcjach

alergicznych.

makrofagi

Biorą udział w reakcjach nieswoistych poprzez

pochłanianie ogromnej ilości patogenów, lub

ich fragmentów, a także umożliwiają

rozpoczęcie reakcji swoistej, dzięki

prezentowaniu antygenów limfocytom.

limfocyty

T pomocnicze (Th)

Pełnią kluczową rolę w swoistej odpowiedzi

immunologicznej, poprzez inicjowanie reakcji,

sterowanie jej przebiegiem i koordynację pracy

poszczególnych leukocytów (wszystko to

dzięki wydzielaniu odpowiednich substancji

chemicznych).

T cytotoksyczne (Tc)

Zabijają komórki posiadające antygeny

sklasyfikowane jako obce - odpowiedź

komórkowa.

B

Uczestniczą w odpowiedzi humoralnej -

produkują przeciwciała (immunoglobuliny)

wiążące antygeny. Niektóre przekształcają się

w komórki pamięci.

Rodzaje odpowiedzi immunologicznej

Pierwotna odpowiedź immunologiczna to reakcja organizmu na pierwsze zetknięcie z antygenem.
Czas potrzebny na znalezienie właściwego przeciwciała i uruchomienie reakcji odpornościowej jest
wtedy dość długi - trwa kilka, a nawet kilkanaście dni. W tym czasie dochodzi do zachorowania.

Wtórna   odpowiedź   immunologiczna  to   reakcja   będąca   odpowiedzią   na   ponowny   kontakt   z
antygenem.   W   organizmie   krążą   komórki   pamięci   z   gotowym   „przepisem   na   przeciwciało”.
Dlatego reakcja rozpoczyna się bardzo szybko - do kilku godzin po wniknięciu antygenu. Również
ilość produkowanych przeciwciał jest znacznie większa niż przy odpowiedzi pierwotnej. Dzięki
temu przy ponownym kontakcie z tym samym antygenem nie dochodzi już do zachorowania.

Sposoby nabywania odporności

Odporność bierna polega na dostarczeniu do organizmu gotowych przeciwciał przeciwko danemu
antygenowi. Sposób ten daje co prawda szybką reakcję odpornościową, ale ilość przeciwciał szybko
ulega wyczerpaniu i odporność zostaje utracona.

Odporność   czynna  polega   na   pobudzeniu   organizmu   do   samodzielnej   produkcji   przeciwciał.
Sposób ten jest powolny, ale nabyta ta drogą odporność, dzięki komórkom pamięci trwa całymi
latami, nieraz całe życie.

Każdy z tych rodzajów odporności może być nabywany drogą naturalną lub sztuczną.

Sposób

nabywania

odporności

Droga naturalna

Droga sztuczna

czynnie

Przechorowanie.

Szczepienie - polega na wprowadzeniu

do organizmu osłabionych patogenów

lub tylko ich antygenów i wywołaniu w

ten sposób odpowiedzi

immunologicznej.

biernie

Zachodzi tylko u płodu, który

otrzymuje przeciwciała z organizmu

matki przez łożysko, oraz u

niemowląt karmionych mlekiem

matki (im dłużej karmione, tym

więcej otrzymuje przeciwciał). Ilość

przeciwciał, którą otrzymuje dziecko

wystarcza mu do około 3-4 roku

życia, potem zaczyna je produkować

samodzielnie w miarę kontaktów z

antygenami.

Podanie surowicy krwi zawierającej

określone przeciwciała. Sposób ten

stosuje się w przypadkach gdy antygen,

który wniknął do organizmu zagraża

życiu człowieka - np. laseczki tężca lub

jad żmii.

Zaburzenia pracy układu odpornościowego

Infekcja wirusem HIV

HIV  (Human   Immunodeficiency   Virus)   pojawił   się   jako   czynnik   chorobotwórczy   w   populacji
ludzkiej na początku lat 80. XX wieku. Powoduje degenerację układu odpornościowego, prowadząc
do rozwoju nabytego zespołu upośledzenia odporności (Acquired Immune Deficiency Syndrom),
w skrócie AIDS. Cząsteczki wirusa atakują przede wszystkim limfocyty T pomocnicze (Th), mogą
też atakować makrofagi.

Obecność wirusa HIV prowadzi do obniżania się liczby limfocytów Th poprzez:

•

namnażanie się cząstek wirusa w ich wnętrzu i doprowadzenie do rozpadu komórki,

•

powodowanie,   że   limfocyty   T   cytotoksyczne,   zgodnie   ze   swoim   programem   działania,
zabijają zainfekowane komórki, w tym przypadku Th i makrofagi; prowadzi to do sytuacji,
w której zainfekowany układ odpornościowy niszczy sam siebie.

Do zakażenia wirusem dochodzi przez krew lub kontakt seksualny.  Wirusy pokonują barierę
łożyskową oraz znajdują się w mleku matki. Tą drogą zakażeniu może ulec płód lub noworodek.

Ilość limfocytów Th u osoby zarażonej HIV sukcesywnie spada, choć może się przez długi okres
(nawet kilkanaście lat) utrzymywać na poziomie wystarczającym do sprawnego funkcjonowania
układu odpornościowego. Przekroczenie granicy, poniżej której układ ten nie może już sprawnie
funkcjonować, powoduje rozwój AIDS. Początkowo chory jest osłabiony i łatwiej niż inni zapada
na   różne   choroby.   Później   nawet   zupełnie   niegroźne   dla   zdrowego   człowieka   drobnoustroje
wywołują   u   niego   infekcje.   Choroby   wywołane   takimi   niegroźnymi   patogenami   nazywane   są
zakażeniami oportunistycznymi. Niewydolny system immunologiczny nie radzi sobie również z

własnymi komórkami, które uległy uszkodzeniu (np. mutacji) i powinny zostać wyeliminowane.
Stąd u osób chorych na AIDS rozwijają się nowotwory, które wśród ludzi zdrowych występują
niesłychanie rzadko, np. typowy dla AIDS jest  mięsak Kaposiego. Ostatecznie liczne infekcje i
rozwijające się nowotwory prowadzą do śmierci.

Liczne infekcje oportunistyczne i rozwój rzadkich wśród zdrowych ludzi postaci nowotworów
są typowymi objawami AIDS.

Budowa cząsteczki wirusa

Wirus HIV jest  retrowirusem. Oznacza to, że materiałem genetycznym wirusa jest  RNA, który
dzięki obecności specjalnego enzymu, nazywanego odwrotną transkryptazą, może przepisać swoją
informację genetyczną na DNA (transkrypcja to przepisywanie DNA na RNA).

Materiał   genetyczny  otoczony  jest   podwójną   osłonką   białkową   (tzw.   kapsyd),   oraz   dodatkowo
osłonką lipidowo-białkową. Ta druga jest fragmentem błony komórkowej zabranym zainfekowanej
wcześniej komórce.

Przebieg infekcji wirusem HIV

1. Po dostaniu się do organizmu cząstki wirusa rozpoznają  limfocyty Th  i wnikają do ich

wnętrza.   Rozpoznanie   odbywa   się   dzięki   odpowiednim   receptorom   znajdującym   się   na
powierzchni   limfocytu.   Podobne   receptory   znajdują   się   również   na   powierzchni
makrofagów, dlatego krwinki te też mogą ulec infekcji.

2. Po wniknięciu do komórki osłonki otaczające materiał genetyczny wirusa ulegają rozłożeniu

i   aktywowana   zostaje  odwrotna   transkryptaza.   Pod   wpływem   działania   tego   enzymu
następuje przepisanie informacji genetycznej wirusa z RNA na DNA.

3. Cząsteczka DNA, będąca de facto inną postacią wirusa, zostaje wbudowana w materiał

genetyczny komórki. W tej formie, nazywanej  prowirusem, może trwać latami. Jest on
głęboko ukryty we wnętrzu komórki i niewidoczny dla układu odpornościowego. Wirusy,
występujące   przez   długi   czas   w   postaci   prowirusa   i   tym   samym   nie   dające   żadnych
objawów   infekcji   nazywamy  lentiwirusami.   Czas   uśpienia   może   być   różny   -   od   kilku
tygodni do kilku, a nawet kilkunastu lat.

4. W pewnym momencie  wirus „budzi się”, jego materiał genetyczny zaczyna być  przez

komórkę   powielany,   a   informacja   realizowana   poprzez   syntezę   białek   wirusa.   W   tym
stadium   zainfekowana   komórka   przestaje   wypełniać   własne   czynności,   zostaje
„przeprogramowana” na produkcję cząstek budulcowych wirusa.

5. Kwas nukleinowy i białka są składane w cząsteczki wirusa. Komórka, jeśli do tej pory

nie została zabita przez limfocyt cytotoksyczny, rozpada się, uwalniając miliony potomnych
cząstek wirusa. Każda z nich zabiera fragment błony komórkowej, która staje się otoczką
lipidową i następnie atakuje kolejny limfocyt.

Trudności, jakie napotyka układ odpornościowy w walce z wirusem, wynikają z tego, że:

•

osłonka lipidowo-białkowa, pochodząca z komórki gospodarza powoduje dezorientację w
układzie odpornościowym i w ten sposób sporej liczbie cząstek wirusa udaje się „oszukać”
leukocyty;

•

wirusa HIV cechuje wysoka zmienność antygenów - mogą być inne w cząsteczce wirusa
wnikającej   do   komórki   i   inne   w   cząsteczkach,   które   ją   opuszczają.   Przeciwciała,   które
zostały wytworzone  przeciw  konkretnemu  szczepowi   wirusa  HIV,  po  krótkim  czasie   są
bezużyteczne, gdyż nie pasują do zmienionego antygenu. Ta cecha jest również powodem,
dla którego wynalezienie szczepionki przeciw HIV napotyka tak ogromne trudności.

Diagnostyka

Standardowo zakażenie wirusem HIV stwierdza się za pomocą testu o nazwie Elisa. Test polega na
wykryciu   w   krwi   pacjenta  przeciwciał   przeciwko   HIV  (nie   samego   wirusa!).   Ponieważ   na
wytworzenie przeciwciał organizm potrzebuje czasu, test jest miarodajny po upływie 6 tygodni od
zakażenia   (osoba,   która   zaraziła   się   np.   2   tygodnie   przed   badaniem   może   jeszcze   nie   mieć
przeciwciał we krwi).

Ujemny wynik testu oznacza, że we krwi nie znaleziono przeciwciał, czyli osoba taka nie jest
zainfekowana wirusem.

Dodatni wynik testu oznacza, że u badanej osoby stwierdzono obecność przeciwciał i może
ona być zainfekowana wirusem. Zdarzają się przypadki osób, które w krwi posiadają przeciwciała
bardzo podobne do przeciwciał przeciwko HIV. Test Elisa może dać wtedy dodatni wynik, mimo,
że pacjent nie jest nosicielem HIV. Dlatego nie budzące wątpliwości stwierdzenie nosicielstwa
wymaga przeprowadzenia bardziej czułych testów.

Alergie

Choroby o podłożu alergicznym wynikają z nadwrażliwości układu odpornościowego. Kontakt
z zupełnie niegroźnym czynnikiem traktowany jest jak wtargnięcie antygenu i wywołuje odpowiedź
immunologiczną organizmu. Substancje, które nie są antygenami, a mimo to u niektórych osób
wywołują reakcję odpornościową nazywamy alergenami.

Większość reakcji alergicznych przebiega stosunkowo łagodnie, ale u niektórych osób uczulenie
może  przyjąć  objawy zagrażające   życiu.   Reakcję  taką,   nazywaną  wstrząsem   anafilaktycznym
wywołuje najczęściej penicylina oraz orzechy ziemne. Może ona wystąpić już po kilku minutach po
zetknięciu z alergenem i wymaga niezwłocznej interwencji lekarza.

Najczęstsze objawy alergii dotyczą:

•

układu pokarmowego, np. bóle brzucha, biegunki, wzdęcia

•

układu oddechowego, np. katar, kaszel, trudności w oddychaniu (astma),

•

skóry, np. zaczerwienienie, pokrzywka, wypryski, uczucie swędzenia.

Alergeny dzielimy na:

•

pokarmowe - np. mleko, jaja, niektóre owoce, ryby, orzechy,

•

kontaktowe - np. kosmetyki, proszki do prania,

•

wziewne - np. pyłki traw, roztocza w kurzu.

Objawy alergii najczęściej są związane z miejscem kontaktu z alergenem, np. alergeny wziewne
dają przeważnie objawy ze strony układu oddechowego, chociaż nie jest to regułą, bo częstą reakcją
na alergeny pokarmowe są np. wysypki skórne.

Choroby z autoagresji

Przyczyną   tych   chorób   jest   błędne   rozpoznawanie   antygenów   znajdujących   się   na
powierzchni   komórek   organizmu   i   uznanie   ich   za   obce.  Wówczas   układ   odpornościowy
przystępuje do niszczenia komórek własnego organizmu.

Choroby wynikające z autoagresji to:

•

cukrzyca   insulinozależna,   w   przypadku   której   układ   odpornościowy   niszczy   komórki
trzustki produkujące insulinę,

•

stwardnienie   rozsiane  -   jest   skutkiem   niszczenia   osłonek   mielinowych   w   komórkach
nerwowych,

•

reumatoidalne   zapalenie   stawów,   w   którym   niszczeniu   ulegają   chrząstki   na
powierzchniach stawowych kości.