Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Odporność

Dla patogenówpatogenypatogenów, czyli czynników chorobotwórczych, organizm człowieka jest idealnym siedliskiem, zapewniającym dostęp do pożywienia oraz bezpieczne miejsce do wzrostu i rozwoju. Są wśród nich wirusy, bakterie, grzyby chorobotwórcze, pasożytnicze protisty i robakirobakirobaki.

RsSlm0wJ15q8k1
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: Patogeny
    • Elementy należące do kategorii Patogeny
    • Nazwa kategorii: Wirusy
    • Nazwa kategorii: Bakterie
    • Nazwa kategorii: Grzyby chorobotwórcze
    • Nazwa kategorii: Robaki pasożytnicze
    • Nazwa kategorii: Pasożytnicze protisty
    • Koniec elementów należących do kategorii Patogeny
Patogeny docierają do wnętrza organizmu wraz z pokarmem i przyjmowanymi płynami, wdychanym powietrzem lub przez uszkodzoną skórę.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Zdolność organizmu do rozpoznawania patogenów i obrony przed nimi określa się jako jego odporność. Za zwalczanie patogenów odpowiedzialny jest układ odpornościowy (układ immunologiczny).

Ważną funkcją układu odpornościowego jest odróżnianie własnych cząsteczek od obcych. Substancje, które wywołują reakcję zaatakowanego organizmu, noszą nazwę antygenówantygenyantygenów. Reakcję organizmu na kontakt z antygenami nazywa się odpowiedzią immunologicznąodpowiedź immunologicznaodpowiedzią immunologiczną. Jedną z jej form jest wytworzenie specyficznych białek, tzw. przeciwciałprzeciwciałaprzeciwciał.

RIjiDdYGM2JFs1
Patogen, który jest komórką bakterii, ma na swojej powierzchni charakterystyczne antygeny, które są wykrywane przez przeciwciała obecne we krwi zainfekowanego organizmu.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Antygeny

RAqCnnxAJXzX31
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: Antygeny
    • Elementy należące do kategorii Antygeny
    • Nazwa kategorii: Białka kapsydu wirusa
    • Nazwa kategorii: Kwasy nukleinowe
    • Nazwa kategorii: Toksyny
    • Nazwa kategorii: Obce białka
    • Nazwa kategorii: Lipopolisacharydy
    • Nazwa kategorii: Antygeny zgodności tkankowej
    • Nazwa kategorii: Antygeny grup krwi
    • Koniec elementów należących do kategorii Antygeny
Antygeny pochodzenia zewnętrznego to np. kwas nukleinowy wirusa, białko kapsydu wirusa lub lipopolisacharyd na powierzchni ściany komórkowej bakterii oraz wszelkie ciała obce dla organizmu. Znane są także naturalne antygeny – wytwarzane przez organizm, np. antygeny zgodności tkankowej czy antygeny grup krwi na erytrocytach.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Organizm człowieka broni się przed antygenami dzięki dwóm rodzajom odporności: wrodzonej i nabytej.

Odporność wrodzona (nieswoista)

Z odpornością wrodzoną przychodzimy na świat. Jest to system zabezpieczeń zapobiegający wnikaniu do organizmu wszelkich czynników chorobotwórczych, które mogłyby zaburzyć jego równowagę. Nie ma znaczenia, czy organizm miał już kontakt z patogenem czy nie. Odporność wrodzona jest nieswoista, czyli nie jest nacelowana na konkretny rodzaj patogenu, ale rozpoznaje ich cechy wspólne – odpowiedź immunologiczna na atak czynników chorobotwórczych jest natychmiastowa i zawsze taka sama. Mechanizm ten opiera się na barierach obrony zewnętrznej i wewnętrznej.

Bariery fizyczne

Stanowią mechaniczną, pierwszą linię obrony przed czynnikami chorobotwórczymi. Są nimi naturalne powierzchnie bezpośrednio kontaktujące się ze środowiskiem, czyli skóra i błony śluzowe wyściełające przewód pokarmowy, drogi oddechowe, moczowe i rodne. Tylko nieuszkodzona skóra i nienaruszone błony śluzowe tworzą skuteczną barierę przeciwko patogenom. Naturalne odruchy, takie jak kichanie, kaszel, wymioty i biegunka, wspomagają pierwszą barierę w usuwaniu czynników patogennych.

Bariery chemiczne

To wydzieliny skóry, takie jak: pot i łój, obecny w żołądku kwas solny, enzymy trawienne, śluz wydzielany przez błony śluzowe oraz zawarty we łzach i ślinie bakteriobójczy lizozymlizozymlizozym. Utrzymywanie obniżonego pH (zabójczego dla drobnoustrojów) – na skórze, w żołądku czy pochwie – wzmacnia pierwszą linię obrony organizmu.

Bariera komórkowa

Składają się na nią komórki układu odpornościowego – przede wszystkim komórki żerne (makrofagi, neutrofile, eozynofile, bazofile), komórki cytotoksyczne NK i komórki dendrytyczne. Neutrofile oraz makrofagi w procesie fagocytozy pochłaniają wszelkie ciała obce dla organizmu. Zarówno eozynofile, jak i bazofile mają niewielką zdolność do fagocytozy, ale pełnią równolegle bardzo ważne funkcje. Eozynofile wytwarzają enzymy niszczące wielokomórkowe pasożyty jelitowe oraz uczestniczą w reakcjach alergicznych, a bazofile uwalniają heparynę (zmniejszającą krzepliwość krwi) i histaminę (rozszerzającą naczynia krwionośne), co powoduje wzrost temperatury ciała i powstanie procesu zapalnego. Barierę komórkową stanowią także komórki NK, nazywane naturalnymi zabójcami (ang. natural killer), które niszczą komórki zmienione nowotworowo lub zainfekowane wirusem. Komórki dendrytyczne zasiedlają tkanki, które mają kontakt ze środowiskiem zewnętrznym, i w razie zagrożenia patogenami wychwytują je i niszczą, stymulując rozwój odporności swoistej. Wszystkie te komórki tworzą tzw. drugą linię obrony, czyli uaktywniają się wtedy, gdy patogenom uda się pokonać bariery fizyczne oraz chemiczne i wniknąć do wnętrza organizmu.

W obronie organizmu uczestniczą też tzw. białka układu dopełniaczabiałka układu dopełniaczabiałka układu dopełniaczabiałka ostrej fazybiałka ostrej fazybiałka ostrej fazy. Substancje te zlepiają obce komórki (aglutynują) lub je otaczają (opłaszczają), co ułatwia komórkom żernym fagocytozęfagocytozafagocytozę. Ponadto komórki fagocytujące wysyłają substancje, np. cytokinycytokinycytokiny, które są sygnałem do uruchomienia procesów odporności swoistej, czyli trzeciej linii obrony.

Odporność nabyta (swoista)

Rqz0h8nXF3uSa1
Szczepionka zawiera antygeny stymulujące układ odpornościowy do indukcji swoistej odpowiedzi immunologicznej przeciw określonym drobnoustrojom.
Źródło: Pixabay, domena publiczna.

Odporność nabyta powstaje w trakcie życia osobniczego. Wykształca się w każdym organizmie dzięki bezpośrednim kontaktom z określonymi patogenami, dlatego jest specyficzna. Mechanizmy odporności swoistej, zwane trzecią linią obrony, zostają uruchomione wtedy, gdy zawiodą pierwsze dwie linie obrony organizmu, czyli bariery zewnętrzne i nieswoista obrona wewnętrzna. Odporność swoista związana jest ze specyficznymi reakcjami odpornościowymi zachodzącymi w organizmie po wniknięciu patogenów. Reakcje te są zawsze skierowane przeciwko konkretnym czynnikom chorobotwórczym. Ich uruchomienie wymaga pewnego czasu.

W mechanizmie odporności swoistej biorą udział limfocyty T i B – komórki układu odpornościowego – oraz przeciwciała produkowane przez limfocyty B. Limfocyty T uczestniczą w tzw. odpowiedzi komórkowej, która polega na uwalnianiu substancji niszczących zainfekowane komórki (bez udziału przeciwciał). Limfocyty B (pobudzane przez limfocyty T) wytwarzają przeciwciała, czyli białka o określonej budowie przystosowanej do rozpoznawania i unieczynnienia konkretnego antygenu – tym samym komórki te uczestniczą w odpowiedzi humoralnejodpowiedź humoralnaodpowiedzi humoralnej.

Ciekawostka
R1ZkyLqni0KPW1
Średniowieczny fresk przedstawiający spotkanie ojców teorii humoralnej – Hipokratesa i Galena.
Źródło: Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 2.5.

Termin „humoralny” ma swoje początki w medycynie starożytnej. U jej podstaw leżało przekonanie o istnieniu płynów ciała (humorów), które przepływają przez organizm, a ich wzajemne stosunki wpływają na zdrowie i temperament. Teoria humorów funkcjonowała przez blisko tysiąc lat i w połowie XIX w. została obalona, jednak z jej elementami można się spotkać w aktualnej terminologii medycznej. Przykładem jest „katar”, którego źródłosłów pochodzi z greki: kata – w dół i rhein – płynąć.

Odporność wrodzona a odporność nabyta

ODPORNOŚĆ WRODZONA

LINIA OBRONY

- rozpoznawanie cech wspólnych dla wielu patogenów
- odpowiedź bardzo szybka
- nie pozostawia trwałej pamięci immunologicznejpamięć immunologicznapamięci immunologicznej
- jest niezależna od odpowiedzi swoistej

Bariery i odruchy obronne

PIERWSZA LINIA OBRONY

- skóra
- błony śluzowe
- wydzieliny (łój, pot, śluz, HCl)
- kaszel
- wymioty
- biegunka

Obrona wewnętrzna

DRUGA LINIA OBRONY

komórki fagocytujące:
- makrofagimakrofagimakrofagi
- neutrofile
- eozynofile
- bazofile

komórki cytotoksyczne NK
komórki dendrytyczne

białka antymikrobowe:
- białka układu dopełniacza
- białka ostrej fazy
- cytokiny (interferon)

reakcja zapalna

ODPORNOŚĆ NABYTA

TRZECIA LINIA OBRONY

- rozpoznawanie cech specyficznych dla poszczególnych patogenów
- odpowiedź powolna, rozwija się do kilku dni
– pozostaje po niej pamięć immunologiczna
- jest zależna od odpowiedzi nieswoistej

Odpowiedź komórkowa

limfocyty T – bronią przed zakażeniem przez bezpośrednie niszczenie antygenów na drodze mechanizmu cytotoksyczności komórkowej

Odpowiedź humoralna

limfocyty B – wytwarzają przeciwciała zwalczające określone antygeny

Indeks górny Opracowanie zmienione na podstawie: Neil Campbell i in., Biologia, tłum. K. Stobrawa i in., Dom Wydawniczy REBIS, Poznań 2014. Indeks górny koniec

Zarówno w odporności wrodzonej (nieswoistej), jak i nabytej (swoistej) kluczową rolę odgrywają makrofagi – duże komórki żerne powstające z monocytówmonocytymonocytów. Jako narzędzie odporności wrodzonej rozpoznają one, pochłaniają i niszczą patogeny. Jako narzędzie odporności nabytej – umieszczają na powierzchni swojej błony antygeny charakterystyczne dla zniszczonego patogenu, prezentując je limfocytom T. Uruchamiają w ten sposób mechanizm trzeciej linii obrony, czyli odpowiedź komórkową.

Odporność swoista czynna i bierna

Odporność swoistą człowiek rozwija przez całe życie, a uzyskuje ją w sposób czynny lub bierny: odporność czynna jest samodzielnie wytwarzana przez organizm, bierna zaś wykształca się po wprowadzeniu do organizmu gotowych przeciwciał, które są skierowane przeciw konkretnym antygenom. Oba rodzaje odporności można nabyć w sposób naturalny bądź sztuczny.

ODPORNOŚĆ NABYTA

Czynna
Organizm wytwarza wyspecjalizowane komórki lub substancje na skutek kontaktu z czynnikami chorobotwórczymi.

Bierna
Organizm otrzymuje gotowe substancje
zapewniające odporność.

Naturalna

Sztuczna

Naturalna

Sztuczna

Przeciwciała odpornościowe powstają
po przejściu zakażenia, np. wirusem ospy.

Przeciwciała odpornościowe powstają
w reakcji na podanie szczepionkiszczepionkiszczepionki.

W trakcie życia płodowego organizm otrzymuje
za pośrednictwem łożyska gotowe przeciwciała wytworzone przez organizm matki.

Po narodzinach organizm otrzymuje gotowe przeciwciała 
podczas karmienia wraz z mlekiem matki.

Gotowe przeciwciała
wprowadzane są do organizmu w formie surowicy odpornościowejsurowica odpornościowasurowicy odpornościowej przeciw konkretnym antygenom, np. bakteriom tężca.

Słownik

antygeny
antygeny

struktury makrocząsteczkowe (najczęściej glikoproteiny) rozpoznawane przez limfocyty, indukujące odpowiedź immunologiczną i reagujące z produktami tej odpowiedzi: uczulonymi limfocytami i/lub przeciwciałami; rozróżnia się antygeny własne (składniki organizmu) i obce

białka ostrej fazy
białka ostrej fazy

grupa białek surowicy krwi syntetyzowanych przez wątrobę w wyniku odpowiedzi na proces zapalny; biorą udział w reakcjach odporności wrodzonej

białka układu dopełniacza
białka układu dopełniacza

grupa białek, które biorą udział w reakcjach odporności wrodzonej

cytokiny
cytokiny

peptydowe substancje hormonopodobne wytwarzane głównie przez komórki układu odpornościowego i oddziałujące na aktywność biologiczną innych, sąsiadujących z nimi i współdziałających komórek; cytokiny wytwarzane przez limfocyty noszą nazwę limfokin, przez monocyty – monokin; powszechnie stosowana nazwa „interleukiny” odnosi się do cytokin (m.in. limfokin i monokin) wytwarzanych przez leukocyty (krwinki białe)

fagocytoza
fagocytoza

(gr. phagein – jeść, kytos – komórka) jeden ze sposobów transportowania dużych cząsteczek do wnętrza komórki, spotykany u komórek i organizmów jednokomórkowych; polega na pobraniu ze środowiska dużych ciał organicznych (komórki, ich fragmenty) przez utworzenie wodniczki pokarmowej i strawieniu ich z udziałem lizosomów; niestrawione resztki są usuwane na zewnątrz przez ponowne połączenie się wodniczki z błoną komórkową

heparyna
heparyna

substancja uwalniania m.in. przez bazofile (leukocyty zasadochłonne) w procesie zapalnym, zmniejszająca krzepliwość krwi

histamina
histamina

substancja uwalniana m.in. przez bazofile (leukocyty zasadochłonne) w procesie zapalnym i reakcjach alergicznych; powoduje rozszerzenie naczyń krwionośnych i zwiększenie ich przepuszczalności, co objawia się obrzękiem i zaczerwienieniem

lizozym
lizozym

enzym rozkładający polisacharydowy składnik ściany komórkowej niektórych bakterii, w wyniku czego dochodzi do rozpadu ściany komórkowej i samej komórki

makrofagi
makrofagi

komórki tkanki łącznej powstałe z monocytów (rodzaj krwinek białych), obecne w wielu tkankach i narządach; biorą udział w reakcjach obronnych organizmu – w odporności wrodzonej niszczą mikroorganizmy w procesie fagocytozy, a w odporności nabytej prezentują antygeny; mają zdolność do ruchu pełzakowatego

monocyty
monocyty

(gr. mónos – jedyny, kýtos – komórka) komórki układu immunologicznego zaliczane do leukocytów agranularnych, stanowiące od 4% do 8% leukocytów w krwi obwodowej

odpowiedź humoralna
odpowiedź humoralna

jeden z mechanizmów odporności nabytej, w którym organizm wykorzystuje różne substancje, np. przeciwciała

odpowiedź immunologiczna
odpowiedź immunologiczna

zdolność układu immunologicznego organizmu do szybszego i silniejszego reagowania przy ponownym kontakcie z określonym antygenem; jest wynikiem stymulacji długo żyjących komórek pamięci limfocytów T i B

pamięć immunologiczna
pamięć immunologiczna

właściwość układu immunologicznego organizmu polegająca na szybszym i swoistym reagowaniu przy kolejnym kontakcie z danym antygenem

patogeny
patogeny

ciała obce lub mikroorganizmy wywołujące chorobę u danego organizmu; mogą nimi być bakterie, wirusy, grzyby, robaki pasożytnicze

przeciwciała
przeciwciała

ciała odpornościowe, immunoglobuliny, Ig; substancje białkowe zdolne do swoistego łączenia się z antygenem; wytwarzane przez limfocyty B (plazmocyty)

robaki
robaki

w zoologii dawna nazwa określająca w systematyce organizmów typ bezkręgowców, do którego zaliczano płazińce (robaki płaskie) i obleńce (robaki obłe) – współcześnie nazywane nicieniami; większość robaków to pasożyty, np. tasiemce, owsiki, glisty

skala pH
skala pH

ilościowa skala kwasowości i zasadowości wodnych roztworów związków chemicznych, oparta na aktywności jonów hydrionowych [HIndeks dolny 3OIndeks górny +] w tych roztworach; mieści się w granicach od 0 (bardzo silne kwasy) do 14 (bardzo silne zasady); pH równe 7 ma chemicznie czysta woda o odczynie obojętnym

surowica odpornościowa
surowica odpornościowa

surowica pochodząca od uodpornionych ludzi lub zwierząt; zawiera przeciwciała skierowane przeciw określonym antygenom

szczepionki
szczepionki

preparaty zawierające drobnoustroje lub pochodzące z nich antygeny, które po podaniu człowiekowi lub zwierzęciu wywołują powstanie odporności przeciw danym drobnoustrojom