Elementy układu odporności wrodzonej. Mechanizmy i cechy odporności wrodzonej  Komórki odporności nieswoistej.

Odporność swoista i nieswoista

Układ immunologiczny jest zbudowany z sieci komórek (limfocytów), których geny sterują ich funkcjami obronnymi.

Limfocyty są wyspecjalizowanymi wszechobecnymi komórkami, rozproszonymi w płynach ustrojowych i tkankach lub tworzącymi własne narządy, centralne i obwodowe. Komórek tych jest w organizmie aż 10¹², co stanowi ok. 1% masy całego ciała.

Układ immunologiczny organizuje przede wszystkim odporność swoistą, związaną z limfocytami, dzięki której "agresor", "intruz", za każdym razem, ilekroć wtargnie do ustroju, jest, po precyzyjnym rozpoznaniu go, eliminowany w wyniku odpowiedzi immunologicznej.

Poza odpornością swoistą ustrój dysponuje innymi mechanizmami, za pomocą których zwalcza "obcego". Tworzą one starą filogenetycznie odporność nieswoistą, na którą jednak układ immunologiczny także ma istotny, choć nie bezpośredni wpływ.

Ten rodzaj odporności jest m.in. związany z mechanizmami i strukturami wpływającymi na utrzymywanie się ciągłości barier oddzielających ustrój od środowiska zewnętrznego, takich jak skóra czy błony śluzowe. Jest też oparty na stereotypowych działaniach różnych komórek wykazujących własności żerne, tzw.fagocytów, np. makrofagów czy granulocytów obojętnochłonnych (wielojądrzastych).

Proste mechanizmy obronne

Najprostszą obroną przed atakiem "intruzów" jest utrzymywanie w nieuszkodzonym stanie skóry i błon śluzowych.

Skóra ma odczyn kwaśny, który nie jest korzystny dla bakterii. Na dodatek gruczoły łojowe wydzielają bakteriobójcze nienasycone kwasy tłuszczowe. Stałe złuszczanie się naskórka ułatwia pozbywanie się bakterii i innych drobnoustrojów bytujących na skórze.

Błony śluzowe pokryte są ochronnym śluzem, stanowiącym niekiedy przeszkodę nie do pokonania dla niejednego agresora.

Poszczególne narządy posiadają dodatkowe i charakterystyczne dla nich mechanizmy obronne. Na przykład w drogach oddechowych komórki migawkowe nabłonka ułatwiają pozbywanie się przez organizm wdychanych obcych cząsteczek i drobnoustrojów.

Kwaśny sok żołądkowy ma bardzo silne bakteriobójcze własności. Podobnie kwaśny odczyn moczu ubezpiecza w pewnym stopniu organizm przed agresją wielu czynników chorobotwórczych.

W wydzielinach ustrojowych są obecne liczne substancje ochronne, mające istotne znaczenie w odporności. Należą do nich silnie bakteriobójczy lizozym obecny w większości wydzielin czy obecne w mleku matki laktoferryna.

Fagocytoza

Fagocytoza polega na pochłanianiu "intruza" przez odpowiednią komórkę, a następnie - na jego strawieniu w jej wnętrzu. Wiele komórek ustroju wykazuje zdolności do fagocytozy, ale tylko część spośród nich to prawdziwi "profesjonaliści", którzy są do tej funkcji specjalnie (immunologicznie) przygotowani.

Komórki fagocytujące są pierwotnymi strażnikami ustroju. Podejmuja natychmiastowe działanie w momencie pokonania przez "intruza" barier ochronnych. Fagocyty mają zdolności przemieszczania się międzytkankowego. Ich zdolności penetrujące są ogromne.

Fagocyty wykazują pewną specjalizację w swoich oddziaływaniach obronnych. Np. granulocyty obojętnochłonne pochłaniają i trawią przede wszystkim bakterie namnażające się zewnątrzkomórkowo, makrofagi zaś - bakterie i pasożyty wewnątrzkomórkowe oraz wirusy.

Najważniejszym etapem fagocytozy jest trawienie. W jego trakcie uruchamiane są liczne wewnątrzkomórkowe enzymy trawienne, które degradują cząsteczki agresora. Komórki fagocytujace, szczególnie zaś granulocyty, do niszczenia bakterii używają zabójczych układów wolnorodnikowych, przede wszystkim zaś nadtlenku wodoru - takiej wewnątrzkomórkowej "wody utlenionej".

Granulocyty obojętnochłonne do zwalczania drobnoustrojów używają tzw. białek kationowych, czyli defenzyn, za pomocą których niszczą błony komórkowe bakterii oraz otoczki wirusów poprzez tworzenie w nich otworów.

Układ komplementu

Na odporność nieswoistą składa się też aktywność niektórych układów enzymatycznych we krwi, zwłaszcza zaś układu komplementu (dopełniacza). Ten układ jest utworzony przez 30 składników będących kolejnymi substratami i enzymami na nie działającymi. Uruchomienie układu komplementu w odpowiedzi na obecność komórki agresora prowadzi do powstania we krwi kompleksu białkowego, który walnie się przyczynia do dezintegracji tej komórki. Jednocześnie poszczególne składniki układu komplementu odgrywają samodzielną rolę w różnych zjawiskach fizjologicznych we krwi, także w procesach odpornościowych.

Ważne jest, że układ komplementu, choć pierwotnie niezależny od układu odpornościowego, najwydajniej funkcjonuje dopiero w ramach odporności typu swoistego opartej na odpowiedzi immunologicznej.

Odporność nieswoista jest rodzajem uproszczonej bariery, przystosowanej do rozpoznawania i eliminowania antygenów. Rozpoznanie polega na wykryciu obiektów, które są obce. Podczas gdy własne struktury są chronione przez zespół otaczających je protein, wszystkie inne są traktowane jako antygeny. Ten element systemu immunologicznego nie podlega rozwojowi i modyfikacjom.
Komórki odporności nieswoistej podejmują natychmiastową reakcję w przypadku pojawienia się antygenu, chroniąc organizm do czasu, aż wykształcą się skuteczniejsze komórki warstwy adaptacyjnej. W skład systemu odporności nieswoistej wchodzą komórki żerne (makrofagi, granulocyty) oraz tzw. dopełniacz [16] (ang. complement).
System dopełniacza zapewnia najszybszą reakcję na wtargnięcie obcych ciał. Rozproszone po całym organizmie molekuły dopełniacza łączą się z niektórymi antygenami, umożliwiając ich późniejszą eliminację w procesie lizy (ang. lysis) lub opsonizacji (ang. opsonisation). W przypadku lizy eliminacja polega na uszkodzeniu powierzchni komórki antygenu, przez co ona obumiera. Natomiast opsonizacja polega na otoczeniu antygenu przez przeciwciała, pozwalając komórkom żernym np. makrofagom wykryć i wchłonąć obcą komórkę, po czym ją zneutralizować.

Organizm ludzki nabył w toku ewolucji szereg sposobów walki z atakującymi go patogenami. Najważniejszym elementem obrony organizmu jest układ immunologiczny, który przez swoje mechanizmy efektorowe stoi na straży zdrowia i dobrej kondycji organizmu. Po kontakcie z patogenem zapoczątkowywana jest cała kaskada reakcji mająca na celu jego zneutralizowanie. Istnieje umowny podział odpowiedzi immunologicznej na nieswoistą i swoistą. Nieswoista jest pierwszą linią obrony i ma na celu zniszczenie wirusa, bakterii bądź pasożyta bez dokładniejszego jego identyfikowania. W skład tego rodzaju odpowiedzi wchodzą komórki żerne, lizozym i układ dopełniacza. Odpowiedź swoista rozwija się wolniej i jest skierowana przeciwko konkretnemu patogenowi i również ma na celu jego wyeliminowanie. Kolejnym podziałem odpowiedzi immunologicznej jest podział na odpowiedź komórkową i humoralną. Z odpowiedzą typu humoralnego związane są przeciwciała skierowane bezpośrednio przeciwko konkretnemu antygenowi. Odpowiedź ta rozwija się najczęściej w przypadku pasożytów i bakterii zewnątrzkomórkowych. W skład odpowiedzi komórkowej wchodzą głównie limfocyty T, które bezpośrednio reagują z obcymi antygenami. Podział odpowiedzi na humoralną i komórkową jest umowny, gdyż oba te mechanizmy współdziałają ze sobą, a antygeny z reguły wywołują oba typy odpowiedzi, choć często z przewagą jednej bądź drugiej. To, które mechanizmy efektorowe (humoralne czy komórkowe) zostaną uruchomione po kontakcie z antygenem zależy głównie od samego antygenu, ale i od sposobu jego podania, a także od predyspozycji osobniczych, gdyż dwa osobniki tego samego gatunku mogą zareagować inaczej.

           

Odporność nieswoista

            Mechanizmy efektorowe odpowiedzi nieswoistej bardzo szybko są w stanie zareagować na obecność intruza. Dzieje się tak dzięki PAPMP (Pathogen Associated Molecular Patterns, pol. uniwersalne wzorce patogenności). Wirusy, bakterie, grzyby i pasożyty posiadają biomolekuły, które są całkowicie różne od zwierzęcych, co powoduje, że mogą być łatwo zidentyfikowane i być niejako sygnałem alarmowym, że w organizmie znajduje się patogem. Do cząsteczek tych należy np. LPS (lipopolisacharyd)- wchodzi w skład ścian komórkowych bakterii, dsRNA ( dwuniciowe RNA)- obecne tylko w cząsteczkach wirusowych, zymosan, charakterystyczny dla drożdży, kwas lipotejchojowy- charakterystyczny dla wielu bakterii. Cząsteczki, które zdolne są do rozpoznawania PAMP to tzw. Toll- podobne (ang. Toll like receptor). Scharakteryzowano szereg receptorów Toll podobnych. Mogą być to receptory wydzielnicze (po połączeniu z określonym PAMP ułatwiają fagocytozę, działają jak opsoniny). Obecne są na komórkach fagocytujących oraz na komórkach nabłonkowych (np. jamy ustnej, układu oddechowego, pokarmowego). Stanowią one pierwszą linie rozpoznania i obrony przed patogenami. Po rozpoznaniu dla siebie ligandu wydzielają chemokiny, które przyciągają do miejsca zakażenia komórki układu odpornościowego. Tu komórki układu immunologicznego ulegają aktywacji i rozpoczyna się kaskada reakcji mająca na celu zniszczenie mikroorganizmu. Często rozpoczyna się to stanem zapalnym, a mikroorganizmy mogą być zniszczone przez defensyny, wybuch tlenowy , bądź fagocytozę.

Prawie wszyscy rodzice wiedzą, że dzieci często chorują. A to dlatego, że ich system odpornościowy nie jest jeszcze w pełni sprawny i nie potrafi sobie skutecznie radzić z wirusami i bakteriami, zwłaszcza wtedy, gdy na dworze chłód i wiatr, a grzejniki grzeją jak szalone. Co możemy zrobić sami, żeby maluch nie łapał infekcji za infekcją? Do naszej dyspozycji pozostaje preparat Preventic Extra - zawierający olej z wątroby rekina.
Natomiast odporność swoista, bierna polega na posiadaniu limfocytów B i T oraz przeciwciał, pochodzących spoza organizmu - w odporności swoistej, biernej, naturalnej źródłem tych czynników obronnych jest krew matki, przekazującej je dziecku przez łożysko, natomiast w odporności swoistej, biernej, sztucznej ich źródłem jest podana surowica.
Odporność swoistą czynną uzyskuje się na drodze immunizacji i jest to odporność sztuczna. Przykładem czynnej sztucznej odporności swoistej jest odporność uzyskana dzięki przeprowadzanym szczepieniom ochronnym, uwzględnianym w kalendarzu szczepień (zatwierdzonym przez Ministerstwo Zdrowia i Opieki Społecznej w porozumieniu z naczelnym inspektorem sanitarnym kraju).
Wyróżnia się odporność komórkową i humoralną (związaną z przeciwciałami tzn. immunoglobulinami). Odporność dzieli się również na odporność naturalną a więc taką, którą dysponuje każdy wyższy organizm bez kontaktu z bakterią, oraz odporność nabytą w wyniku kontaktu z drobnoustrojami chorobotwórczymi. Duże znaczenie praktyczne ma podział na odporność czynną i bierną. Najlepszym preparatem podnoszącym odporność jest PREVENTIC Extra.
Odpowiedzialne za odporność swoistą, czynną są wytworzone przez organizm:
limfocyty B, które w wyniku kontaktu z antygenem ulegają aktywacji i zmianie plazmocytozy.
przeciwciała czyli inaczej immunoglobuliny, które mają zdolność do swoistego wiązania się z antygenem.
limfocyty T, które dojrzewają w grasicy, gdzie nabywają zdolności do odporności immunologicznej. Często polecany jest preventic Extra lub Standard jako jeden z wielu preparatów podwyższających odporność.

Odporność to zestaw wszystkich mechanizmów, biorących udział w wytworzeniu odpowiedzi odpornościowej. W znaczeniu bardziej ogólnym oznacza zdolność do czynnej i biernej ochrony organizmu przed patogenami. To brak podatności organizmu na działanie drobnoustrojów chorobotwórczych. Zdolność leukocytów do rozpoznawania elementów należących do własnego, jak i obcego organizmu. Badaniem odporności zajmuje się immunologia.


W immunologii odpornością swoistą czyli układem swoistej odpowiedzi immunologicznej nazywa się typ odporności zależny od rozpoznawania antygenów przez przeciwciała i receptory rozpoznające antygen limfocytów T i B.
Na wytworzenie tego typu odporności potrzebne jest kilka dni, lecz mechanizmy raz uruchomione stają się niebywale efektywne w walce z patogenami. Proces jest specyficzny czyli działa na konkretny czynnik patogenny.
• naturalna (przeciwciała matczyne)
• bierna
• sztuczna (surowice ozdrowieńców)
• odporność swoista
• naturalna (przechorowanie)
• czynna
• sztuczna (szczepienie)

Mechanizmy odpowiedzi swoistej (nabytej) to:
• odporność komórkowa - warunkowana przez komórki (limfocyty T), polegająca na bezpośrednim atakowaniu patogenów przez limfocyty
• odporność humoralna - warunkowana przez przeciwciała, polegająca na wytwarzaniu przez limfocyty przeciwciał, których zadaniem jest niszczenie komórek patogennych.
Limfocyty T: pochodzą z komórek macierzystych szpiku kostnego. W drodze do tkanki limfatycznej dojrzewają w grasicy (thymus). Tam dochodzi do różnicowania się limfocytów, stają się one immunologicznie kompetentne - zdolne do odpowiedzi immunologicznej. Reagują one na specyficzne antygeny na powierzchni komórek zaatakowanych przez patogeny. Rozróżniamy trzy główne klasy komórek T:
• cytotoksyczne limfocyty T (rozpoznają i niszczą kom. z obcym antygenem)
• pomocnicze limfocyty T (uwalniają związki aktywujące odp immunologiczną lub ją wzmacniającą)
• supresyjne limfocyty T (hamują odpowiedź immunologiczną, uwalniają cytokiny, które hamują aktywność innych komórek T i komórek B)
Limfocyty B: u ptaków dojrzewają w bursie Fabrycjusza (u ssaków w szpiku kostnym). Komórka B po rozpoznaniu antygenu dzieli się - powstaje populacja komórek plazmatycznych, które produkują przeciwciała. Limfocyty B mają silnie rozwinięte ER co pozwala im na produkcję znacznych ilości białek (immunoglobulin).
Odpowiedź odpornościowa nieswoista - oparta jest na mechanizmach wcześnie powstałych w filogenezie i istniejących u wszystkich organizmów wielokomórkowych. Ten typ odpowiedzi stanowi pierwszą linię obrony organizmów przed patogenami. Za nieswoistą obronę odpowiadają czynniki komórkowe, takie jak monocyty, makrofagi, granulocyty oraz inne, bliżej niezwiązane z układem odpornościowym komórki, np. nabłonkowe. Zidentyfikowano także szereg nieswoiście działających białek: układ dopełniacza, defensyny, laktoferynę, katepsynę itp.
Mechanizmy odporności nieswoistej mogą działać praktycznie natychmiast po kontakcie z antygenem i często wystarczają do eliminacji patogenu. Niemniej jednak ich działanie nie jest tak precyzyjne jak w przypadku mechanizmów swoistych i nie zawsze daje możliwość usunięcia obcych antygenów. Ponadto odporność nieswoista nie może wytworzyć pamięci immunologicznej.
Należy jednak zdawać sobie sprawę z faktu, iż mechanizmy nieswoiste umożliwiają "rozruch" mechanizmów swoistych. Do najważniejszych procesów należą:
• wydzielanie cytokin prozapalnych przez aktywowane fagocyty
• wydzielanie czynników chemotaktycznych zwabiających limfocyty
• prezentacja antygenów przez makrofagi
• pobudzanie limfocytów poprzez działające nieswoiście białka (np. defensyny)
Generalnie można powiedzieć, że podział odporności na swoistą i nieswoistą jest do pewnego stopnia umowny, w rzeczywistości bowiem bez wspólnego działania każdy z tych typów odpowiedzi jest niewiele wart. Świadczą o tym z jednej strony zaburzenia odpowiedzi nieswoistej (np. genetycznie uwarunkowany niedobór neutrofilów), z drugiej zaś odporności swoistej (SCID, AIDS).

Odporność nieswoista - odporność na zakażenie, która nie jest związana z rozpoznawaniem konkretnych cech (antygenów) danego drobnoustroju.

Istnieje wiele mechanizmów odporności nieswoistej. Skóra i błony śluzowe tworzą mechaniczną barierę dla chorobotwórczych mikroorganizmów; w dodatku zanieczyszczenia błon śluzowych układu oddechowego są bezustannie usuwane wskutek ruchu rzęsek komórek nabłonkowych. Ruch rzęsek przesuwa zanieczyszczony śluz w stronę gardła. Kaszel i kichanie to dodatkowe mechanizmy, które pozwalają skutecznie usunąć substancje drażniące gardło i układ oddechowy. We krwi i innych płynach ustrojowych (na przykład we łzach) znajdują się białka, które w nieswoisty sposób niszczą komórki bakteryjne - na przykład lizozym i dopełniacz. Makrofagi i granulocyty pożerają ciała obce, do których należą też bakterie i wirusy. Za odporność nieswoistą odpowiadają także limfocyty NK.

Dla celów praktycznych mechanizmy odporności podzielono na:

     - odporność nieswoistą czyli wrodzoną, oraz na
     - odporność swoistą czyli nabytą

W rzeczywistości mechanizmy wrodzonej i nabytej odporności są ze sobą nierozłącznie związane. Mechanizmy odporności nieswoistej zapewniają podstawowe sposoby eliminacji chorobotwórczych drobnoustrojów. Do mechanizmów tych należy obecność "barier biologicznych", które uniemożliwiają wniknięcie drobnoustrojów do wnętrza organizmu, stanowiąc pierwszą linię obrony. Są to na przykład: skóra i jej kwaśny odczyn, komórki wyścielające układ oddechowy, pokarmowy oraz moczowo-płciowy.
Drobnoustroje poprzez ewolucję stały się oporne na zniszczenie lub mechaniczną eliminację i są zdolne przenikać przez te bariery, szczególnie w miejscach uszkodzeń ciała. Wtedy właśnie wchodzą do akcji komórki układu odpornościowego (limfocyty i fagocyty). Rozpoznają one drobnoustroje i rozwija się odpowiedź immunologiczna, w której wyniku drobnoustroje zostają zneutralizowane oraz zniszczone.
W tym samym czasie dochodzi także do wystąpienia zmian polegających na tym, że w przypadku powtórnego zakażenia tym samym drobnoustrojem układ ten zareaguje szybciej i gwałtowniej niż za pierwszym razem. Jest to już wtórna odpowiedź immunologiczna i wskazuje na stan nazywany nabytą odpornością na zakażenie.
Nabyta odporność, w przeciwieństwie do odporności wrodzonej, ma osobliwą właściwość. Jest swoista dla drobnoustroju, który ją wywołał i przy każdym następnym kontakcie z jego antygenami staje się bardziej skuteczna.

---