Swoiste mechanizmy obronne organizmu. Odpowiedź immunologiczna humoralna i typu komórkowego.

W organizmie człowieka istnieje wiele zabezpieczeń chroniących przed wniknięciem chorobotwórczych czynników. Czynniki te to przede wszystkim drobnoustroje takie jak wirusy, bakterie, grzyby czy pierwotniaki, które w medycynie nazywane są patogenami. Natomiast nauka o reakcji odpornościowej organizmu nosi nazwę immunologia.

Istnieją dwa rodzaje odporności:

Odporność wrodzona, czyli nieswoista ma za zadanie ochronę organizmu przed wnikaniem do niego groźnych drobnoustrojów i szybkiego niszczenia tych, którym udało się przedostać do jego wnętrza. Jest to podstawowa forma odporności każdego osobnika, uwarunkowana genetycznie.

Odporność nabyta, czyli swoista jest rodzajem odporności wykształconej wskutek styczności organizmu z różnymi patogenami. Jej zadaniem jest rozpoznawanie i zwalczanie określonych, specyficznych antygenów. Wyróżniamy dwie drogi realizacji odporności swoistej:

- odporność komórkowa, w której reakcja immunologiczna polega na bezpośrednim atakowaniu chorobotwórczego drobnoustroju przez limfocyty.

- odporność humoralna, polegająca na wytwarzaniu przez limfocyty specyficznych przeciwciał niszczących cząsteczki patogenne.

Mechanizmy odpornościowe organizmu muszą sprawnie działać na całym jego terenie i mieć możliwość szybkiego dotarcia do wszystkich narządów. Dlatego najważniejsze elementy odpowiedzialne za reakcję immunologiczną są związane z układem krwionośnym i limfatycznym.

1. Odporność komórkowa- odpowiadają za nią leukocyty obdarzone zdolnością do pochłaniania oraz wewnątrzkomórkowego trawienia m. in. makrofagi, komórki NK, neutrofile, bazofile i eozynofile oraz zdolne do usuwaniu ciał obcych limfocytów T.

Makrofagi zwane także monocytami, mają zdolność do wydostawania się poza światło naczyń krwionośnych oraz szybkiego ruchu pełzakowatego. Są to komórki żerne o dużej zdolności fagocytozy, oczyszczają krew ze skrawków obumarłych tkanek oraz bakterii, produkują interferon, który hamuje namnażanie się wirusów. Tak więc głównym ich zadaniem jest obrona organizmu.

Komórki NK (natural killers cells)- naturalni zabójcy- odpowiedzialne są za zjawisko naturalnej cytotoksyczności wynikającej ze zdolności tych komórek do wyrzucania zawartości ziaren cytoplazmatycznych, zawierających substancje wywołujące śmierć komórek docelowych.

Neutrofile (granulocyty obojętnochłonne)- pełnią zasadniczą rolę w odpowiedzi odpornościowej przeciwko bakteriom. Ich znaczenie wynika głównie z faktu szybkiego reagowania na obce organizmowi substancje. Jest ono możliwe dzięki obecności odpowiednich receptorów na powierzchni komórki. Wytwarzają wolne rodniki. Jednym z głównych procesów, które umożliwiają eliminację patogenów przez neutrofile jest fagocytoza.

Bazofile (granulocyty zasadochłonne)- nie wykazują zdolności do fagocytozy, spełniają ważną role obronną( magazynują histaminę, którą wydzielają po pobudzeniu do reakcji, produkują interleukinę 4, która pobudza limfocyty B oraz heparyny (zapobiegają krzepnięciu krwi) i serotoninę.

Eozynofile (granulocyty kwasochłonne)- pełnią zasadniczą rolę w zwalczaniu pasożytów oraz reakcjach alergicznych. Podstawową funkcją tych krwinek jest niszczenie obcych białek, są intensywnie wytwarzane w okresie zakaźnych chorób bakteryjnych i wirusowych, wytwarzają histaminazę i fagocytazę, wykazują słabe właściwości żerne(czyli fagocytoza)

Limfocyt T- limfocyt grasiczozalezny, odpowiedzialny za odpowiedź odpornościową komórkową. Powstają w szpiku kostnym po czym wędrują do grasicy i tam ulegają namnożeniu. Z gasicy przemieszczają się do narządów limfatycznych oraz do krwi obwodowej. Wyróżniamy limfocyty T pomocnicze(Th)- wspomagają odpowiedź odpornościową; limfocyty supresorowe(Ts)- regulują odpowiedź zwykle hamując ją oraz limfocyty cytotoksyczne(Tc) - pełnią funkcje cytotoksyczną.

2. Odporność humoralna- wykorzystuje różne substancje chemiczne, najważniejsze z nich to przeciwciała czyli białka odpornościowe immunoglobuliny. Przeciwciała są produkowane i uwalniane przez uczulone limfocyty B w odpowiedzi na pojawienie się w organizmie obcego antygenu.

Przeciwciała (immunoglobuliny)- są to białka mające zdolność łączenia się z antygenem, wytwarzane są przez limfocyty B, występują w płynach ustrojowych. Wyróżniamy 5 klas immunoglobulin:

- IgG- Mają strukturę monomeru, jako jedyne przenikają przez łożysko do organizmu dziecka. Ich funkcja to: wspomaganie fagocytozy, neutralizacja toksyn i wirusów, ochrona płodu i noworodka.

-IgM- ma strukturę pentametru, nie przenika przez łożysko. Wydzielane wcześnie w przebiegu reakcji immunologicznej. Eliminują patogeny we wczesnych stadiach odporności zależnej od limfocytów B, zanim zostaną wyprodukowane wystarczające ilości IgG

-IgA- struktura to monomer lub polimer, nie przenika przez łożysko, przekazywana wraz z mlekiem matki. Odgrywają rolę w mechanizmach odpornościowych w obrębie błon śluzowych przewodu pokarmowego, dróg oddechowych, układu moczowo-płciowego, zapobiegają kolonizacji patogenów

-IgD- struktura monomeru, nie przenika przez łożysko. Funkcja: występuje w błonie limfocytów B, inicjuje odpowiedź immunologiczną.

-IgE- struktura monomeru, nie przechodzi przez łożysko. Odpowiedzialne za reakcje alergiczne typu natychmiastowego. Powodują uwalnianie histaminy z mastocytów. Odgrywają rolę w zwalczaniu pasożytów

Odporność swoista

Jeśli obcy antygen pokona „pierwszą linę obrony”, czyli elementy obrony nieswoistej takie jak skóra, pot itp. wówczas 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 inny związek organiczny.

Antygeny znajdują się na powierzchni wszystkich komórek, w każdym organizmie, a w przypadku wirusów na powierzchni ich cząstek. System odpornościowy organizmu odróżnia własne antygeny od obcych i reaguje tylko na obecność tych drugich. Tak więc antygeny to substancje zdolne do wywołania w organizmie reakcji odpornościowej.

Antygen może być rozpoznany przez specjalnie receptory białkowe dojrzałego limfocytu B. Po wchłonięciu antygen jest rozpoznawany i limfocyt B może zaprezentować go limfocytowi T - pomocniczemu. Podobną rolę odgrywają także makrofagi. Leukocyty te nie tylko niszczą intruza, ale także fragmenty jego antygenu lokują na powierzchni błony komórkowej. Można powiedzieć że dany makrofag przejawia na zewnątrz biochemiczne cechy intruza. W ten sposób także umożliwiają limfocytom T- pomocniczym rozpoznanie cech konkretnego antygenu. Jedną z reakcji limfocytu T- pomocniczego jest wówczas wydzielanie specjalnych białek ( interleukin ), które pobudzają określone limfocyty B. Każdy taki pobudzony limfocyt powiększa się, a następnie wielokrotnie dzieli się mitotycznie. W ten sposób powstaje liczny szczep jednakowych komórek plazmatycznych, zdolnych do produkcji tylko jednego rodzaju przeciwciała oraz komórki pamięci przechowujące biochemiczny portret intruza. Uwolnione do krwi lub limfy cząsteczki przeciwciał docierają do miejsca zakażenia i specyficznie się łączą z konkretnym antygenem. Powstanie kompleksu antygen-przeciwciało uruchamia lawinę wydarzeń. Przede wszystkim kompleks rozpoznawany przez specjalne enzymy osocza ulega zniszczeniu. W drugiej linii obronnej organizmu działają ponadto agresywne komórki zwalczające intruzów bez ich pochłonięcia. Głównie są to limfocyty T- cytotoksyczne oraz komórki NK.

Dzięki komórkom pamięci, nabyta odporność pozwala przez wiele lat zachować biochemiczny „portret” intruza. Jeśli w tym czasie zetkniemy się z tym patogenem ponownie, wtórna odpowiedź immunologiczna nastąpi bardzo szybko i skutecznie wyeliminuje zagrożenie. Dlatego tez nie zapadamy ponownie na choroby zakaźne, które już przechodziliśmy np. ospę wietrzną czy odrę.

Doskonałym sposobem zapobiegania licznym chorobom zakaźnym są szczepienia ochronne. Zabiegi te polegają na podawaniu osobom zdrowym odpowiednich preparatów, zawierających osłabione lub martwe patogeny, albo ich spreparowane toksyny. Dzięki temu uodpornienie organizmu zachodzi bez konieczności zmagania się z chorobą.

Podział szczepionek ze względu na postać antygenu:

1. Szczepionki żywe - zawierają żywe drobnoustroje, mające znikome właściwości chorobotwórcze np.:

1. szczepionki żywe bakteryjne - przeciwko gruźlicy

2. szczepionki żywe wirusowe - przeciwko odrze, różyczce, śwince, wietrznej ospie.

2. Szczepionki inaktywowane - zawierają zabite drobnoustroje np.:

1. zabite szczepionki bakteryjne - szczepionka przeciwko cholerze i durowi brzusznemu,

2. zabite szczepionki wirusowe - szczepionka przeciwko wściekliźnie,

3. szczepionki zawierające fragmenty drobnoustrojów.

W zależności od swoistości szczepionki wyróżniamy:

1. Szczepionki monowalentne - zawierają jeden drobnoustrój lub antygeny pochodzące od jednego drobnoustroju. Uodporniają przeciwko jednej określonej chorobie zakaźnej.

2. Szczepionki poliwalentne - zawierają więcej niż jeden drobnoustrój lub antygeny pochodzące od różnych drobnoustrojów. Szczepionki tego typu dają odporność przeciwko kilku chorobom równocześnie.

Odporność nabyta może mieć także charakter bierny. Taką odporność dają gotowe przeciwciała matki dostające się do organizmu dziecka poprzez łożysko(IgG) lub z mlekiem matki(IgA). Niekiedy wstrzykuje się osobą gotowe przeciwciała, czyli surowicę np. immunoglobuliny zwalczające wirusa zapalenia wątroby. Odporność taka jest krótkotrwała, polega na wykorzystaniu „cudzych” przeciwciał i nie towarzyszy jej wykształcenie komórek pamięci.

---