Imuninis atsakas

Šį puslapį ar jo dalį reikia pagal  – perteklinės Jei galite, sutvarkykite.

Imuninė sistema – žmogaus ir kitų gyvūnų organų ir audinių sistema, apsauganti organizmą nuo kenksmingų mikroorganizmų, svetimų baltymų ir kitokių svetimkūnių. Imuninės sistemos ląstelės taip pat padeda atsikratyti užkrėstų, senų ar sergančių organizmo ląstelių, įskaitant vėžines ląsteles. Kartais apsaugos mechanizmas sugenda ir imunitetas puola savo organizmo ląsteles. Šis atvejis vadinamas autoimunine liga. Jos pavyzdžiai yra šie: išsėtinė sklerozė, ir kai kurios cukrinio diabeto formos. Alergija tai yra kitas atvejis, kai imunitetas reaguoja į nereikšmingas ir paprastas medžiagas, vadinamas alergenais.

Skenuojančio elektroninio mikroskopo nuotrauka. Matomas neutrofilas (geltonas), praryjantis juodligės bakteriją (oranžinė).

Pagrindinės imuninės sistemos dalys:

• Apsauginiai (mechaniniai) barjerai
• Kraujas
• Limfa
• Limfiniai audiniai
• Kaulų čiulpai
• Užkrūčio liauka (čiobrialiaukė)
• Blužnis
• Tonzilės
• Pejero plokštelės

Imunologijos istorija

Imunologija – mokslas, tiriantis imuninės sistemos sandarą bei funkcijas. Imunitetas pirmą kartą paminėtas 430 m. pr. m. e., maro Atėnuose metu. Tukididas iš Atėnų pastebėjo, jog žmonės, kurie pasveiko nuo praeito ligos protrūkio, galėjo slaugyti sergančiuosius, patys antra kartą nebesusirgdami. XVIIIa. Pjeras Luisas Mopertis atliko eksperimentus su skorpiono nuodais ir pastebėjo, kad kai kurie šunys ir pelės buvo jiems atsparūs. Šiuos bei kitus įgyto imuniteto pastebėjimus vėliau panaudojo Lui Pasteras, kurdamas skiepų technologiją bei mikrobinę ligų teoriją. L. Pastero teorija paneigė kitas tuometines ligų teorijas, pavyzdžiui, “miazmos” (žalingų garų arba blogo oro) teoriją. Tačiau 1891 m. Robertas Kochas įrodė, kad infekcines ligas sukelia mikroorganizmai, ir už tai 1905 m. buvo apdovanotas Nobelio premija. 1901 m., kuomet Volteris Rydas atrado geltonosios karštinės virusą, buvo patvirtinta, jog virusai yra žmogaus patogenai. Iki XIXa. pab. imunologija padarė didžiulę pažangą sparčiai vystantis humoralinio ir ląstelinio imuniteto mokslams. Ypatingai svarbus buvo Polo Erlicho darbas, kuriame pateikta antigenų ir antikunų reakcijos specifiškumą paaiškinanti teorija. Šis indėlis, prisidedantis prie humoralinio imuniteto aiškinimo, buvo pastebėtas ir 1908 m. apdovanotas Nobelio premija, kartu apdovanojant ir ląstelinio imuniteto atradėją I.Mečnikovą.

Baltosios kraujo ląstelės

Vienos svarbiausių imuninės sistemos veikloje yra baltosios kraujo ląstelės (leukocitai):

• Neutrofilai
• Bazofilai
• Eozinofilai
• Monocitai ir Makrofagocitai
• Dendritinės ląstelės

ir

• Limfocitai, dar skirstomi į:
  • B ląsteles
  • T ląsteles
  • Natūralios žudikės

Be baltujų kraujo ląstelių, trombocitai taip pat labai svarbus imuninei organizmo apsaugai užtikrinti. Kartu su fibroblastais trombocitai padeda užtraukti žaizdas ir užkirsti kelią į organizmą plūstantiems patogenams.

Leukocitai, kaip ir kitos kraujo ląstelės, yra gaminamos raudonuosiuose kaulų čiulpuose iš tų pačių kamieninių ląstelių.

Neutrofilai, makrofagai ir eozinofilai veikia kaip fagocituojančios ląstelės, kurios „praryja“ į organizmą patekusius svetimkūnius, negyvas ar pažeistas ląsteles. Makrofagai ir monocitai iš kaulų čiulpų keliauja tiesiai į viso organizmo audinius, kur jie patys pirmieji susiduria su svetimkūniais (monocitai, reikalui esant diferencijuoja į makrofagus). Makrofagai atpažįsta išskirtinias daleles ant bakterijų ir kitų mikroorganizmų paviršiaus, todėl aptikę svetimkūnį greitai jį fagocituoja ir sunaikina. Taip pat makrofagai siunčia aktyvuojančius signalus T ląstelėms taip „įjugdami“ aktyvų imunitetą. Panašiai veikia ir neutrofilai, tačiau jie cirkuliuoja kraujyje, kol gauna signalus migruoti į infekcijos regionus. Eozinofilai taip pat fagocituoja svetimkūnius, tačiau tik tuos, kurie jau pažymėti limfocitų išskirtais antikūnais.

Bazofilai atsakingi už normalų kraujo krešėjimą. Jų dėka esant išoriniams kūno pažeidimams greitai užkertamas kelias infekcijoms patekti į organizmą.

Limfocitai – labiausiai specializuotos imuninės sistemos ląstelės. Jų būna trejopų: B, T limfocitai ir taip vadinamos natūralios žudikės (angl. natural killer cells (NK cells)). T ląstelės atpažįsta ir sunaikina svetimus antigenus; B ląstelės gamina antikūnius skirtingiems antigenams; ląstelės žudikės sunaikina svetimas ląsteles suardydamos jų membraną.

Imuninės sistemos organai ir audiniai

Apsauginiai (mechaniniai) barjerai

Apsauginiai (mechaniniai) barjerai – organizmo ląstelės ir audiniai, kurie saugo nuo mikroorganizmų įsiskverbimo į audinius arba trukdo jiems išplisti. Sąlygiškai skiriami išoriniai ir vidiniai barjerai. Išoriniai barjerai: oda, akių, nosies, burnos ertmės, skrandžio ir kitų organų gleivinė, dėl turimos hialurono rūgšties, lizocimo, betalizino ir kt. saugo organizmo audinius nuo mikroorganizmų įsiskverbimo. Vidiniai barjerai: limfa, limfiniai audiniai, limfoidiniai telkiniai, blužnis.

Limfa ir jos audiniai

Limfa surenka audinių skysčio perteklių kartu su jame esančiais svetimkūniais. Tai papildoma apsauga nuo užkrato. Limfagyslėmis skysčiai patenka į limfmazgius, kuriuose gausu limfocitų.

Limfmazgiai – (nodi lymphatici) mazgo pjūvyje gerai matomos tamsesnė žievinė ir šerdinė medžiagos. Šias medžiagas sudaro lifoidinis audinys. Žievinėje medžiagoje yra daug limfocitų. Limfmazgiai veikti kaip limfos filtras. Limfmazgiai yra randami visame organizme. Jie daugiausia sudaryti iš T ląstelių, B ląstelių, dendritinių ląstelių ir makrofagų ir į šiuos mazgus nuteka skysčiai iš beveik viso žmogaus organizmo. Limfmazgiuose antigenai yra filtruojami iš limfos, o jau filtruota limfa grįžta į apytaką. Panašiai kaip blužnyje, makrofagų ir dendritinės ląstelės, surinkusios antigenus, perduoda svetimkūnius T ir B ląstelėms, prasideda imuninis atsakas.

Blužnis

Blužnis – maišelis pilvo ertmėje šalia skrandžio. Šis organas – baltujų kraujo kūnelių talpykla; esant infekcijai iš blužnies išleidžiami limfocitai imasi priemonių ją pašalinti. Tai yra imuninės sistemos organas, sudarytas iš T-ląstelių, B-ląstelių, NK ląstelių, makrofagų, dendritinių ląstelių ir raudonųjų kraujo kūnelių. Blužnis veikia kaip kraujo filtras ir sugauna antigenus (pašalines medžiagas) iš kraujo, tekančio pro blužnį. Kai makrofagai ir dendritinės ląstelės per kraują atneša antigenus į blužnį, B ląstelės, esančios blužnyje, aktyvuojasi ir gamina didelius antikūnų kiekius. Blužnis taip pat yra vieta, kurioje sunaikinami seni raudonieji kraujo kūneliai (eritrocitai).

Blužnies pašalinimas iš organizmo neturi ypatingų pasekmių, tačiau imuninis atsakas esant užkratui tampa silpnesnis.

Užkrūčio liauka

Užkrūčio liauka arba čiobrialiaukė (angl. thymus gland) randama krūtinės ląstoje netoli širdies. Šis organas – svarbi T limfocitų brandinimo vieta. Nors šios ląstelės, kaip ir kiti baltieji kraujo kūneliai gaminamos raudonuosiuose kaulų čiulpuose, tačiau savo savybes įgija būtent šioje liaukoje. Užkrūčio liauka gamina imuninės sistemos ląsteles arba limfocitus. Ši plokčia, dviskiltė liauka yra viršutiniame krūtinės regione, virš širdies. Ji aktyviausiai gamina limfocitus kol organizmas yra dar vaikas. Čiobrialiaukės pagrindinė funkcija yra gaminti brandžias T-ląsteles. Nesubrendusios ląstelės, pagaminami kaulų čiulpuose, migruoja į užkrūčio liauką, kur vyksta brandinimo procesas. Šis procesas išskiria į kraują tik naudingas T ląsteles, o ląstelės, kurios susijusios su neigiama autoimunine reakcija yra sunaikinamos.

Kaulų čiulpai

Nors kaulų čiulpai nėra organas, tačiau jie yra gyvybiškai svarbūs žmogaus imunitetui. Visos žmogaus imuninės sistemos ląstelės formuojasi kaulų čiulpuose kraujodaros proceso metu. Kaulų čiulpai yra atsakingi už svarbių imuninės sistemos ląstelių, pavyzdžiui, B ląstelių, granulocitų ir NK ląstelių gamybai. Jie taip pat gamina raudonuosius kraujo kūnelius ir trombocitus.

Kraujas

Kraujyje cirkuliuoja įvairios ląstelės, tarp jų T ir B limfocitai, trombocitai, eozonofilai, bazofilai, monocitai, turinčios tam tikrą svarbą imunitetui.

Tonzilės

Tonzilės turi tam tikrų ypatybių, būdingų tiek centriniams, tiek periferiniams limfoidiniams organams. Jos turi imuninę reikšmę burnai, nosiaryklei ir viršutiniams kvėpavimo takams apsaugoti.

Pejero plokštelės

Pejero plokštelės – tai limfoidinės sankaupos, esančios plonosios žarnos gleivinėje. Daugybė mažų, plika akimi vos įžiūrimų limfoidinio audinio mazgelių yra visoje plonojoje žarnoje, o didelių limfoidinio audinio sankaupų randama klubinės žarnos gleivinėje.

Lygmeninė apsauga

Imuninė sistema augančiu specifiškumu apsaugo organizmus nuo infekcijų. Fiziologiniai barjerai apsaugo nuo tokių patogenų, kaip bakterijos ar virusai, patekimo į organizmą. Jei patogenai pralaužia šiuos barjerus, įgimtas imunitetas sukelia skubų, tačiau nespecifinį atsaką. Įgimtas imunitetas pasireiškia visuose augaluose ir gyvūnuose. Jei patogenams pavyksta išvengti įgimtos reakcijos, stuburiniai įgauna antro lygmens apsaugą – įgytą imuniteta, kurį suaktyvina įgimtas atsakas. Imuninė sistema infekcijos metu pritaiko atsaką, kad pagerintų patogenų atpažinimą. Po to, kai patogenas yra pašalinamas, šis pagerintas atsakas išsaugomas imunologinėje atmintyje. Tai leidžia įgytam imunitetui greičiau ir stipriau kovoti su patogenais, kiekvieną kartą jiems patekus į organizmą. Tiek įgimtas, tiek įgytas imunitetas priklauso nuo imuninės sistemos sugebėjimo atskirti savas ir svetimas molekules. Imunologijoje “savos” molekulės, yra tos organizmo medžiagos, kurias imuninė sistema gali atskirti nuo svetimų. Priešingai, “svetimos” molekulės yra tos, kurias pastebi kaip pašalines. Viena grupė svetimkūnių yra vadinama antigenais (angl. Antibody generators – antikūnų gamintojai). Tai medžiagos, kurios prisijungia prie specifinių imuninių receptorių, taip sukeldamos imuninį atsaką.

Įgimtas imunitetas	Įgytas imunitetas
Nespecifinis atsakas	Specifinis atsakas patogenams ir antigenams
Atpažinimas paskatina skubų didžiausią atsaką	Ilgas laiko tarpas tarp atpažinimo ir didžiausio atsako
Ląstelinis ir humoralinis imunitetas	Ląstelinis ir humoralinis imunitetas
Nėra imunologinės atminties	Atpažinimas paskatina imunologinės atminties susidarymą
Pasireiškia beveik visuose gyvuose organizmuose	Pasireiškia tik žandus turinčiuose stuburiniuose

Įgimtas imunitetas

Į organizmą patekę mikroorganizmai ir toksinai susiduria su ląstelėmis ir įgimtu imunitetu. Įgimtas atsakas dažniausiai sukeliamas tada, kai atpažinimo receptoriai, kurie pastebi didelėse mikroorganizmų grupėse saugomus junginius, atpažįsta mikroorganizmus arba kuomet pažeistos ląstelės siunčia signalus ir juos (tačiau ne visus) pastebi tokie patys receptoriai, kaip ir tie, kurie atpažįsta patogenus. Įgimto imuniteto gynyba yra nespecifinė, tai reiškia, kad atsakas į įvairius patogenus yra bendras. Tokia sistema nesudaro ilgai išliekančio imuniteto prieš patogenus. Įgimtas imunitetas yra labiausiai paplitusi gynybos forma daugumoje organizmų.

Komplemento sistema

Komplemento sistema yra biocheminė pakopa, kuri veikia svetimkūnių paviršius. Ją sudaro virš 20 skirtingų baltymų ir yra taip vadinama dėl gebėjimo “komplektuoti” patogenų naikinimą, kurį atlieka antikūnai. Komplementas yra svarbiausia humoralinė įgimto imuniteto dalis. Daugelis rūšių, pavyzdžiui, augalai, žuvys, kai kurie bestuburiai, taip pat turi komplemento sistemas.

Žmogaus organizme šį atsaką sukelia komplementari jungtis su antikūnais, kurie yra prisijungę prie mikroorganizmų, arba jungtis tarp komplemento baltymų ir angliavandenių, esančių mikroorganizmų paviršiuje. Toks atpažinimas sukelia greito naikinimo atsaką. Atsako greitis yra signalo didinimo, kuris sukelia tolimesnę proteolitinę komplemento molekulių (proteazių) aktyvaciją, rezultatas. Kai komplemento baltymai iš pradžių jungiasi su mikroorganizmu, jie suaktyvina proteazės veikimą, o ši paskatina kitų komplemento proteazių veiklą, kurios paskatina tolesnį jų veikimą. Visa tai sukuria katalizinę pakopą, kuri padidina pradinį signalą, paremtą teigiamu . Ši pakopa sukelia peptidų, pritraukiančių imunines ląsteles, gamybą, padidina kraujagyslių sienelių pralaidumą ir padengdama patogenų paviršių pažymi juos sunaikinimui. Komplemento dalys taip pat gali sunaikinti ląstelę, pažeisdamos jos plazminę membraną.

Ląstelinis barjeras

Skenuojamuoju lazeriniu mikroskopu gautas žmogaus kraujo vaizdas, kuriame matomi raudononieji kraujo kūneliai, keletas baltųjų kraujo kūnelių (limfocitai, monocitas, neutrofilas) ir daug smulkių disko formos trombocitų.

Leukocitai (baltieji kraujo kūneliai) veikia kaip savarankiški, vienaląsčiai organizmai ir yra antra įgimto imuniteto šaka. Leukocitams priskiriami fagocitai (makrofagocitai, neutrofilai ir dendritinės ląstelės), putliosios ląstelės, eozinofilai, bazofilai ir NK ląstelės (natūraliosios žudikės). Šios ląstelės atpažįsta ir pašalina patogenus, kontaktuojant užpuldamos didesnius patogenus arba apimdamos ir prarydamos mikroorganizmus. Įgimtos ląstelės taip pat yra svarbūs mediatoriai įgyto imuniteto suformavimui.

Fagocitozė yra svarbus ląstelinio įgimto imuniteto požymis, būdingas ląstelėms, vadinamoms fagocitais, kurios patogenus arba daleles apima ir praryja. Fagocitai dažniausiai keliauja po organizmą ieškodami patogenų, tačiau dėl citokinų gali apsistoti tam tikrose vietose. Kai tik fagocitas apima patogeną, šis įstringa viduląstelinėje pūslelėje, vadinamoje fagosoma, kuri vėliau susijungia su kita pūslele – lizosoma, taip kartu sudarydamos fagolizosomą. Virškinimo fermentai arba laisvųjų radikalų išlaisvinimas į fagolizosomas oksidacinio “pliūpsnio” metu taip pat sunaikina patogenus. Fagocitozė buvo kaip priemonė maisto medžiagoms gauti, tačiau ši funkcija išsiplėtė iki apsauginio mechanizmo vaidmens. Fagocitozė tikriausiai yra seniausios vidinės apsaugos pavyzdys nuo tada, kai fagocitų buvo atrasta stuburiniuose ir bestuburiuose gyvūnuose.

Neutrofilai ir makrofagocitai yra tokie fagocitai, kurie keliauja po kūną, ieškodami įsiveržusių patogenų. Neutrofilų randama kraujotakos sistemoje ir jie sudaro didžiają dalį fagocitų (normaliomis sąlygomis sudaro 50%-60% visų kraujyje cirkuliuojančių leukocitų). Uždegimo, kurį sukelia bakterinė infekcija, ūmaus tarpsnio metu, neutrofilai persikelia į uždegimo vietą (toks judėjimas vadinamas chemotaksiu) ir jie dažniausiai yra pirmosios į infekcijos vietą atvykusios ląstelės. Makrofagocitai yra universalios ląstelės, kurių yra audiniuose ir kurios gamina daugybę cheminių medžiagų: fermentus, komplemento baltymus bei reguliavimo faktorius, pavyzdžiui, interleukiną-1. Makrofagocitai taip pat pašalina iš organizmo nusidevėjusias ląsteles bei veikia kaip antigeną pateikiančios ląstelės, taip formuodami įgyta imunitetą.

Dendritinės ląstelės – fagocitai esantys audiniuose, besiliečiančiuose su aplinka. Todėl dažniausiai jos išsidėsto odoje, nosyje, plaučiuose, skrandyje ir žarnyne. Jos taip vadinamos dėl panašumo į neuronų dendritus, nes taip pat turi daug keterinių iškyšulių, tačiau dendritinės ląstelės nėra susijusios su nervų sistema. Dendritinės ląstelės yra tarsi jungtis tarp organizmo audinių ir įgimto bei įgyto imuniteto, pateikdamos antigenus T limfocitams, kurie yra vieni svarbiausių įgyto imuniteto ląstelių tipų.

Putliųjų ląstelių, kurios reguliuoja uždegimines reakcijas, yra jungiamuosiuose audiniuose bei gleivinėse. Dažniausiai jos yra susijusios su alergijomis ir anafilaksija. Bazofilai ir eozinofilai yra panašūs į neutrofilus. Jie išskiria cheminius mediatorius, susijusius su apsauga nuo parazitų bei atliekančius svarbų vaidmenį tokiose alerginėse reakcijose kaip astma. NK ląstelės – tai leukocitai, kurie puola ir sunaikina vėžines bei virusų užkrėstas ląsteles.

Natūraliosios žudikės (NK ląstelės)

Natūraliosios žudikės arba NK ląstelės yra įgimto imuniteto dalis, kuri tiesiogiai nepuola įsiveržusių mikroorganizmų. NK ląstelės sunaikina pavojingas šeimininko ląsteles, pavyzdžiui, vėžines ar virusų užkrėstas ląsteles, kuomet tokias ląsteles pastebi tam tikroje būsenoje, vadinamoje “dingimo” būklėje. Taip apibūdinamos ląstelės, kurios turi mažai ląstelės paviršiaus žymenų, vadinamų didžiuoju audinių suderinamumo kompleksu (MHC). Tai gali nutikti dėl virusinių infekcijų šeimininko ląstelėse. Šios ląstelės vadinamos “natūraliosiomis žudikėmis” dėl pirminio suvokimo, jog joms nereikia aktyvacijos, kad galėtų sunaikinti “dingusias” ląsteles. Daugelį metų buvo neaišku, kaip NK ląstelės atpažįsta vėžines bei užkrėstas ląsteles. Tačiau dabar yra žinoma, kad tų ląstelių paviršiuje esančio MHC struktūra yra pakeista, todėl NK ląstelės, atpažindamos “dingusias” ląsteles, pačios tampa suaktyvintomis. Sveikų kūno ląstelių NK ląstelės neatpažįsta ir nepuola, nes jose pasireiškia nepažeisti MHC antigenai. Šiuos MHC antigenus atpažįsta ląstelių žudikių antikūno receptoriai (KIR), kurie iš esmės pristabdo NK ląsteles.

Įgytas imunitetas

Įgytas imunitetas vystėsi nuo pirmųjų stuburinių, atsižvelgiant į stipresnį imuniteto atsaką bei imunologinę atmintį, kurioje kiekvieną patogeną “atsimena” tam tikras antigenas. Įgyto imuniteto reakcija yra specifinė antigenų atžvilgiu, reikalaujanti specifinių svetimų antigenų atpažinimo, kuomet vyksta antigeno pateikimo procesas. Antigeno speficiškumas atsižvelgia į atsakų sukelėjus, todėl yra pritaikytas pagal specifinius patogenus arba patogenų užkrėstas ląsteles. Tokios pritaikytos organizmo reakcijos vyksta atminties ląstelių dėka. Patogenui bandant užkrėsti organizmą daugiau nei vieną kartą, šios specifinės atminties ląstelės skubiai jį pašalina.

Limfocitai

Limfocitai yra tam tikros rūšies leukocitai, priskiriami įgyto imuniteto ląstelėms. B ir T limfocitai sudaro didžiają dalį limfocitų ir yra randami kaulų čiulpų kamieninėse kraujo ląstelėse. B limfocitai priklauso humoraliniam imunitetui, tuo tarpu T limfocitai – ląsteliniam imunitetui.

B ir T limfocitai turi antigenų receptorius, kurie padeda juos atpažinti. T limfocitai atpažįsta svetimkūnį, pavyzdžiui, patogeną, tik po to, kai antigenai (patogenų mažesnės dalys) yra apdorojami ir prijungiami prie receptoriaus, tai yra, prie didžiojo audinių suderinamumo komplekso (MHC) molekulės. Išskiriami du pagrindiniai T limfocitų potipiai: T_C limfocitai (angl. cytotoxic – kenksmingas ląstelėms) ir T_H limfocitai (angl. helper – padėjėjas). T_C limfocitai atpažįsta tik tuos antigenus, kurie yra prisijungę prie MHC I molekulių, o T_H limfocitai – antigenus su MHC II molekulėmis. Tokie skirtingi antigenų pateikimo mechanizmai atspindi skirtingas dviejų tipų T limfocitų funkcijas. Trečias mažasis limfocitų potipis yra γδ T limfocitai (taip pavadinti pagal polipeptidus, sudarančius T limfocitų receptorius), kurie atpažįsta nepažeistus antigenus, kurie nėra susijungę su MHC receptoriais.

B limfocito antigenui specifinis receptorius yra antikūno molekulė B limfocito paviršiuje. Receptorius atpažįsta visus patogenus ir be antigeno apdorojimo. Kiekviena B limfocitų linija išskiria skirtingus antikūnus, todėl B limfocitų antigenų receptorių visuma pateikia visus įmanomus antikūnus, kuriuos organizmas gali pagaminti.

T_C limfocitai

T_C limfocitai yra vienas iš T limfocitų potipių. Jų funkcija – sunaikinti virusų ir kitų patogenų užkrėstas arba kitaip pažeistas ir blogai funkcionuojančias ląsteles. Kaip ir B limfocitai, kiekvienas T limfocitų potipis atpažįsta skirtingus antigenus. T_C limfocitai suaktyvėja, kai jų receptoriai (TCR) prisijungia tam tikrus antigenus, sudarydami kompleksą su kitos ląstelės MHC I receptoriumi. MHC atpažinimas: antigeno kompleksui padeda T limfocito baltymas, vadinamas CD8. T limfocitas sklinda po visą kūną, ieškodamas ląstelių, kuriose MHC I receptoriai turėtų antigeną. Aktyvuotas T limfocitas, radęs tokių ląstelių, išskiria citotoksinus, pavyzdžiui, baltymą perforiną, kuris tų ląstelių plazminėse membranose suformuoja angas, pro kurias į vidų gali patekti jonai, vanduo bei toksinai. Kito toksino, vadinamo granulizinu, (proteazė) patekimas sukelia ląstelės apoptozę (vieną iš programuotos ląstelės mirties rūšių). Į jų aukų sąrašą pakliūna ir vėžinės bei transplantuotos svetimo organizmo ląstelės. T limfocitai atlieka ypatingai svarbų vaidmenį, sutrikdydami virusų replikaciją. T limfocitų aktyvacija yra griežtai kontroliuojama ir dažniausiai reikalauja labai stipraus MHC ir antigeno aktyvacijos signalo arba papildomų aktyvacijos signalų, kuriuos sukelia T_H limfocitai.

T_H limfocitai

T_H limfocitai sudaro apie 60% visų T limfocitų. T_H limfocitų funcija: antigenus pateikiančios ląstelės (APC) pristato antigeną tam tikroms MHC II molekulėms. T_H limfocitams pastebėti antigenus padeda turimas CD4 baltymas. T_H limfocitų suaktyvinimas sukelia citokinų ir kitų stimuliatorių signalų išskyrimą, kurie paskatina makrofagocitų, T_C ir B limfocitų, vėliau gaminančių antikūnus, aktyvumą. Sužadinus B limfocitus ir makrofagocitus, daugėja T_H limfocitų.

T_H limfocitai reguliuoja įgimto ir įgyto imuniteto reakcijas bei nulemia organizmo imuniteto atsaką kiekvieno patogeno atveju. Šios ląstelės nėra citotoksiškai aktyvios ir tiesiogiai nenaikina užkrėstų ląstelių ar patogenų. T_H limfocitai kontroliuoja imuniteto atsaką, nukreipdami kitas ląsteles atlikti šias užduotis.

T_H limfocitai išskiria T limfocitų receptorius (TCR), kurie atpažįsta antigenus, susijungusius su MHC II molekulėmis. MHC ir antigeno kompleksą atpažįsta T_H limfocito CD4 baltymas, sutelkiantis molekules T limfocitų viduje, atsakingas už šių limfocitų aktyvaciją. T_H limfocitai turi silpnesnį ryšį su MHC-antigeno kompleksu lyginant su T_C limfocitais. Tai reiškia, kad daugybė receptorių (maždaug apie 200–300), esančių T_H limfocitų paviršiuje, turėtų susijungti su MHC-antigenu tam, kad suaktyvintų T_H limfocitą, tuo tarpu T_C limfocitai suaktyvėtų susijungus vienai MHC-antigeno molekulei. T_H limfocito aktyvacijai taip pat reikalingas ilgesnis laiko tarpas, kad susijungtų su antigeną pateikiančia ląstele. T_H limfocito aktyvacija sukelia citokinų išskyrimą, kurie turi įtakos kitų ląstelių aktyvumui. T_H limfocitų sukurti citokinų signalai sustiprina makrofagocitų ir T_C limfocitų aktyvumą, naikinant mikroorganizmus. Taip pat T_H limfocitų aktyvacija paskatina T limfocitų paviršiuje esančių molekulių komponentų daugėjimą, pavyzdžiui CD40 ligandų, kurie sukelia stimuluojančius signalus, reikalingus aktyvinant antikūnus gaminančius B limfocitus.

γδ T limfocitai

γδ T limfocitai turi kiek kitokios sandaros antigenų receptorių (TCR) nei T_H ar T_C ląstelės, tačiau yra panašūs į T_H, T_C limfocitus bei NK ląsteles. Dar nėra tiksliai žinoma, kokių sąlygų reikia, norint sukelti γδ T limfocitų atsaką. Kaip ir kiti T limfocitų potipiai, turintys pastovius receptorius, pavyzdžiui, NK ląstelė su CD1d receptoriumi, γδ T limfocitai yra tarpe tarp įgimto ir įgyto imuniteto. Kaip įgyto imuniteto dalis γδ T limfocitai pasireiškia pakeisdami T limfocitų receptorių genus, kad sukurtų receptoriaus įvairovę ir išplėtotų atminties fenotipą. Tačiau įvairūs potipiai gali veikti kaip įgimto imuniteto dalis, kuomet tam tikrą paskirtį turintys T limfocitų ir NK ląstelių receptoriai panaudojami kaip atpažinimo receptoriai. γδ T limfocitai daugiausia randami epitelyje ir gleivinėje. Jie nėra priklausomi nuo MHC molekulių ir antigeną gali atpažinti savarankiškai. Tačiau TCR įvairovė daug mažesnė, atpažįstamų antigenų ratas kur kas siauresnis. Dažniausiai tai įvairūs nebaltyminiai fosforilinti substratai, kuriuos išskiria bakterijos ar organizmo ląstelės streso metu. Antigenų aktyvuoti γδ T limfocitai išskiria citokinus, kurie savo ruožtu aktyvuoja T_H ląsteles. Sudaro apie 10% visų T limfocitų.

B limfocitai ir antikūnai

B limfocitas patogenus atpažįsta tuomet, kai antikūnai savo paviršiumi susijungia su specifiniu antigenu. Tokį antigeno ir antikūno kompleksą užima B limfocitai ir proteolizės metu suskaido iki peptidų. B limfocitai šiuos antigeninius peptidus paskleidžia ant MHC II molekulių, esančių limfocitų paviršiuje. Toks MHC ir antigeno susijungimas sužadina atitinkamus T_H limfocitus, kurie gamina limfokinus ir suaktyvina B limfocitus. Suaktyvintas B limfocitas pradeda diferencijuotis, o susidariusios ląstelės (plazmocitai) išskiria milijonus antikūnų, atpažįstančių tą antigeną. Šių antikūnų yra kraujo plazmoje ir limfoje. Jie jungiasi su antigenus išreiškiančiais patogenais ir pažymi juos sunaikinimui, kurį atlieka pasitelkiant komplemento aktyvaciją arba fagocitus. Antikūnai gali tiesiogiai neutralizuoti sunkumus, susijungdami su bakterijų toksinais arba trukdant receptoriais, kada virusai ar bakterijos stengiasi užkrėsti ląsteles.

Alternatyvus įgytas imunitetas

Įgytojo imuniteto vystymasis prasidėjo nuo žandus turinčių stuburinių organizmų protėvių. Dauguma įgyto imuniteto molekulių, pavyzdžiui, imunoglobulinų ir T limfocitų, yra tik žandus turinčiuose stuburiniuose. Tačiau atskira iš limfocitų kilusi molekulė buvo aptikta bežandžiuose stuburiniuose, pavyzdžiui, devynakėje ir miksinoje. Šie gyvūnai turi daugybę molekulių, vadinamų kintančiais limfocitų receptoriais (angl. variable lymphocyte receptors), o žandus turinčių stuburinių antigenų receptoriai yra sudaryti iš vieno ar dviejų genų. Manoma, jog šios molekulės jungiasi su antigenais panašiai kaip antikūnai bei tokiu pačiu specifiškumo laipsniu.

Imunologinė atmintis

Kai B ir T limfocitai suaktyvinami ir pradeda replikuotis, kai kurie iš jų atžalų tampa ilgai išliekančiomis atminties ląstelėmis. Per visą gyvūno gyvenimą šios atminties ląstelės prisimena sutiktus specifinius patogenus ir gali sukelti stiprią reakciją, dar kartą juos aptikusios. Kadangi per visą gyvenimą imuninė sistema prisitaiko prie infekcijos su patogenu ir tada ruošiasi būsimiems iššūkiams, todėl ji yra vadinama „įgyta“. Imunologinė atmintis gali būti pasyvi (trumpalaikė atmintis) arba aktyvi (ilgalaikė atmintis).

Pasyvi atmintis

Naujagimiai neturi jokio išankstinio atsparumo mikroorganizmams ir yra ypatingai pažeidžiami infekcijų. Keletą pasyvios apsaugos lygmenų gauna iš motinos. Nėštumo metu tam tikras antikūnas, vadinamas IgG, per placentą perduodamas iš motinos vaisiui, todėl jau gimimo metu naujagimiai turi tokių pačių antikūnių, kaip ir mama. Motinos pienas ar priešpienis taip pat turi antikūnų, kurie yra perduodami į kūdikio žarnyną ir apsaugo naujagimį nuo bakterinių infekcijų tol, kol jis pats pradeda gamintis antikūnus. Tai vadinama pasyviu imunitetu, nes vaisius pats nepasigamina atminties ląstelių ar antikūnų, tačiau juos tik skolinasi. Šis pasyvus imunitetas dažniausiai būna trumpalaikis, besitęsiantis nuo kelių dienų iki keleto mėnesių. Medicinoje apsauginis pasyvus imunitetas gali būti perduodamas iš vieno individo kitam per serumą, kuriame gausu antikūnų.

Aktyvioji atmintis ir imunizacija

Ilgalaikė aktyvioji atmintis susidaro po infekcijos, kuomet suaktyvinami B ir T limfocitai. Aktyvus imunitetas taip pat gali būti dirbtinai sukurtas skiepijant. Pagrindinis vakcinacijos (taip pat vadinamos imunizacija) tikslas – iš patogeno pateikti antigeną, kad būtų sužadinta imuninė sistema ir specifinis imunitetas vystytųsi prieš tam tikrą patogeną, nesukeliant su tuo organizmu susijusių ligų. Net vėžinės ląstelės, kurios geba išvengti organizmo imunologinės kontrolės ir ima daugintis, turi tam tikros rūšies antigenų. Imuninio atsako sužadinimas prieš šiuos antigenus padėtų surasti priemonę vėžiui gydyti. Šiuo metu daromi įvairūs klinikiniai bandymai, skirti šiai užduočiai spręsti.

Imuninės sistemos susilpnėjimas ir stiprinimas

Daugybė aplinkos veiksnių slopina imuninę sistemą, tarp jų chemikalai, naudojami buityje, besaikis antibiotikų vartojimas, begalė maisto priedų, pesticidų, konservantų, augimo hormonų, sunkiųjų metalų maiste, kurį valgome, kiti aplinkos teršalai ir, žinoma, stresas. Pagyvenusių, sergančių lėtinėmis ligomis, vartojančiųjų imuninę sistemą slopinančių vaistų, besilaikančiųjų griežtos ar nevisavertės dietos žmonių imunitetas būna silpnesnis.

Nesaikingas cukraus vartojimas. Daugiau kaip 100 g cukraus (8 arbat. š.), kas atitinka 2 skardines gazuoto gėrimo, gali sumažinti leukocitų galimybę gaminti antikūnus (kovojančių su infekcijomis) net 40 proc. Šis efektas pasireiškia per 30 min. nuo suvartoto produkto ir tęsiasi iki 5 val.

Piktnaudžiavimas alkoholiu. Jis pasižymi analogišku efektu (kaip cukrus) ir sutrikdo mitybos visavertiškumą, kadangi organizmas sunaudoja daug vitaminų ir mineralų jam nukenksminti. Šis poveikis pasireiškia, jei per parą vartojama daugiau nei 1 gėrimo porcija, kurią atitinka ~ 350 ml alaus, ~150 ml vyno ar ~ 30 ml stipraus likerio.

Maisto alergenai. Dėl jų didėja žarnyno gleivinės ląstelių sienelių pralaidumas, todėl mikroorganizmams lengviau prasiskverbti pro jas ir įsikurti organizme. Tai vadinama „kiauro žarnyno sindromu“. Išvengti šio dalyko galima nevartojant maisto produktų, kuriems esate alergiški, paūmėjimo metu gali prireikti vaistų.

Besaikis riebalų vartojimas. Nutukę žmonės serga dažniau ir yra imlesni infekcijų sukėlėjams.

Norint sustiprinti imuninę sistemą, patartina miegoti ne mažiau nei 7–8 val. per parą, kruopščiai plauti rankas (tai vienas svarbiausių būdų apsisaugoti nuo mikroorganizmų), vartoti daug skysčių (apie 2 litrus per parą) – pakankamai vandens turinčios audinių ląstelės atsparesnės virusams, laikytis sveikos mitybos pagrindų (nepakankama mityba, svorio sumažėjimas (kai gaunama mažiau nei 1200 kcal per parą), kaip ir persivalgymas, silpnina imuninę sistemą), kontroliuoti lėtines ligas ir periodiškai lankytis pas gydytoją, vengti streso ir mokėti jį įveikti, nerūkyti, kadangi rūkant netenkama labai daug vitaminų (ypač vit. C), kurie svarbūs kovojant su infekcija. Reguliarūs fiziniai pratimai po 30–45 min. bent 3–4 kartus per savaitę stiprina imuninę sistemą.

Šaltiniai

• Valerie C. Scanlon, Tina Sanders (2007). Essentials of Anatomy and Physiology (5th ed.). F. A. Davis Company, Philadelphia
• Peter Parham (2009). The immune system (3rd ed.). Garland Science, London
• A. Svičiulis, V. Vaičiuvėnas, B. Tilindis (1989). Imunologija: Vadovėlis aukšt. m-klų medicinos spec. studentams. Mokslas, Vilnius

Vikiteka: Imuninė sistema – vaizdinė ir garsinė medžiaga