W uruchamianiu reakcji odpornościowej (immunologicznej) szczególną funkcję pełnią wyspecjalizowane komórki układu odpornościowego (immunologicznego), wśród których wyróżnia się dwie podstawowe grupy: fagocytylimfocyty.

bg‑orange

Pochodzenie komórek układu odpornościowego

RqumpvcduJbtY1
Komórki układu odpornościowego, podobnie jak wszystkie elementy morfotyczne krwi, powstają w szpiku kostnym. Następnie nabywają zdolność do odpowiedzi immunologicznej – w procesie nazywanym dojrzewaniem limfocytów. Proces ten polega na utworzeniu się na powierzchni limfocytów charakterystycznych receptorów, które rozpoznają antygeny. Natomiast fagocyty przemieszczają się do różnych miejsc w organizmie, tam gdzie pojawiają się czynniki chorobotwórcze.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑orange
Fagocyty (komórki żerne)

Wspólną cechą wszystkich fagocytów jest zdolność do rozpoznawania obcych dla organizmu patogenów lub zmienionych komórek własnych oraz pochłanianie ich i zabijanie, czyli fagocytozafagocytozafagocytoza.

Fagocyty w działaniu

R1esLdQeuVLEo
Ilustracja interaktywna przestawia komórkę otoczoną błoną. Na powierzchni błony komórkowej są cylindryczne wypustki cytoplazmatyczne. Pomiędzy dwiema wypustkami są owalne struktury - to bakterie. Dwie wypustki otaczają i zamykają bakterie. Tworzy się okrągła struktura zawierająca we wnętrzu bakterie - to fagosom. Znajduje się w środku komórki. Lizosom - okrągły twór z wypełniony pęcherzykami łączy się z fagosomem. Powstaje owalny fagolizosom. Zawiera drobne fioletowe pałeczki. Przez błonę komórkową na zewnątrz wydostają się fioletowe pałeczki z fagolizosomu. To egzocytoza resztek strawionych bakterii.
Komórka żerna otacza patogen za pomocą wypustek cytoplazmatycznych, tworząc wakuolę nazywaną fagosomem. Następnie z błoną fagosomu łączą się błony lizosomów – pęcherzyków cytoplazmatycznych, które zawierają enzymy trawienne. W wyniku połączenia obu struktur enzymy trawienne rozkładają uwięziony w fagosomie patogen na drobne cząsteczki. Peptydowe cząstki sfagocytowanego materiału (antygeny) prezentowane są na powierzchni fagocytu za pomocą białka błonowego MHC-II, co uruchamia odpowiedź immunologiczną.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑gray2
1
Ciekawostka

Fagocyty osiadłe w różnych narządach noszą specyficzne nazwy, pochodzące m.in. od ich lokalizacji lub nazwiska odkrywcy. Makrofagi zlokalizowane w wątrobie to komórki Browicza–Kupffera, komórki odpornościowe mózgu noszą nazwę mikroglejumikroglejmikrogleju, w nerkach znajdują się komórki mezangium, a w płucach – makrofagi pęcherzykowe.

Wśród fagocytówfagocytfagocytów wyróżnia się komórki dendrytyczne, makrofagi, neutrofile i eozynofile.

Komórki dendrytyczne

Komórki te mają liczne rozgałęziające się wypustki, podobne do wypustek komórki nerwowej (dendrytów) – stąd pochodzi ich nazwa. Są to jedne z najważniejszych komórek mających zdolność prezentacji antygenów. Ich główną rolą jest wychwytywanie i przenoszenie antygenu do węzłów chłonnych oraz jego prezentacja limfocytom, które w ten sposób pobudzane są do reakcji immunologicznej. Komórki dendrytyczne występują wszędzie tam, gdzie organizm komunikuje się ze środowiskiem zewnętrznym, np. w nabłonku jamy nosowej.

Makrofagi

Są to ogromne komórki powstające z monocytów, które opuszczają naczynia krwionośne. Fagocytują bakterie, wirusy, martwe komórki i ich pozostałości oraz prezentują antygeny limfocytom. Niektóre makrofagi przemieszczają się do tkanek zaatakowanych przez ciała obce. Inne, osiedlając się w różnych narządach, są gotowe do działania na miejscu w razie ataku przez patogeny.

Neutrofile (granulocyty obojętnochłonne)

Fagocyty te występują w świetle naczyń krwionośnych. W odpowiedzi na infekcje bakteryjne szybko migrują do miejsc zakażenia, przenikają przez ścianę naczyń i docierają w miejsce, gdzie znajdują się patogeny, a następnie je niszczą. Rozpoczynają działanie już w początkowej fazie zapalenia. Stanowią główny składnik ropy, cieczy powstającej w wyniku procesu zapalnego, nadając jej białawożółtawą barwę.

RSrjKL9fIo0Zq
Film nawiązujący do treści materiału
Eozynofile (granulocyty kwasochłonne)

Mają zdolność do ruchu pełzakowatego, fagocytozy i wydzielania substancji przeciwbakteryjnych. Niszczą obce białka, które dostały się do organizmu jako alergeny, oraz zwalczają pasożyty.

bg‑orange
Limfocyty

Limfocyty powstają w szpiku kostnym, następnie niektóre z nich wędrują do grasicy, gdzie namnażają się i dojrzewają, pozostałe zaś kontynuują rozwój w szpiku.

RJKfUdTjZYiAT
Dojrzałe limfocyty wśród erytrocytów – wraz z krwią krążą w naczyniach krwionośnych, gotowe do udziału w reakcjach odpornościowych.
Źródło: Mary Ann Thompson, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

Limfocyty są odpowiedzialne za specyficzne rozpoznawanie czynników chorobotwórczych. Warunkują również pamięć immunologicznąpamięć immunologicznapamięć immunologiczną. Niektóre z nich specjalizują się w rozpoznawaniu antygenów i wytwarzaniu przeciwciał, inne mają zdolność do niszczenia patogenów i nietypowych komórek organizmu przez bezpośredni kontakt z nimi lub wydzielanie substancji cytotoksycznych.

Klasy limfocytów:

Limfocyty T – namnażają się i dojrzewają w grasicy. Uczestniczą we wczesnych fazach odporności nieswoistej.

Limfocyty Th (pomocnicze; ang. helper) – wspomagają odpowiedź humoralną i komórkową poprzez bezpośredni kontakt z patogenem oraz wydzielanie cytokin. Rozpoznają antygeny związane z białkami MHC‑IIbiałka MHC‑IIbiałkami MHC‑II prezentowane przez makrofagi i ułatwiają aktywację limfocytów B, pomagając im przekształcić się w komórki plazmatyczne.

Limfocyty Tc (cytotoksyczne) – odróżniają komórki obce od komórek organizmu dzięki zdolności rozpoznawania antygenów związanych z białkami MHC‑Ibiałka MHC‑Ibiałkami MHC‑I. Dzięki specyficznym receptorom rozpoznają komórki zainfekowane wirusami (które za pomocą białek MHC‑I prezentują obcy antygen), a następnie za pośrednictwem specyficznych substancji cytotoksycznych stymulują je do samounicestwienia (apoptozy). Niszczą również własne komórki zmienione nowotworowo.

Limfocyty Treg (regulatorowe, dawniej nazywane supresorowymi – Ts) – kontrolują aktywność pozostałych limfocytów i innych komórek układu odpornościowego. Hamują reakcje immunologiczne, np. po wyeliminowaniu stanu zapalnego, zabezpieczając organizm przed autoagresją. Zwiększają tolerancję na zewnętrzne antygeny, np. chroniąc płód przed odrzuceniem przez układ odpornościowy matki. Biorą udział w reakcjach tolerancji na antygeny pokarmowe.

Limfocyty B – namnażają się i dojrzewają w szpiku kostnym.

W trakcie dojrzewania limfocyty różnicują się, w wyniku czego powstają miliardy ich odmian, z których każdy na swojej powierzchni ma specyficzny receptor. Dojrzałe limfocyty B migrują i osadzają się w obwodowych narządach limfatycznych (m.in. węzłach chłonnych). Jeśli limfocyt za pomocą receptora rozpozna obcy antygen, zaczyna się intensywnie dzielić. Powstaje klon wielu identycznych komórek, z których jedna część staje się komórkami pamięci immunologicznej, a druga część, zdecydowanie większa, przekształca się w komórki plazmatyczne (plazmocyty). Limfocyty B mają zdolność do fagocytozy i prezentowania antygenów na swojej powierzchni.

Komórki pamięci immunologicznej – komórki, które odpowiadają za pamięć immunologiczną organizmu. Powstają po udanej odpowiedzi immunologicznej przeciw określonemu antygenowi i krążą w układzie krwionośnym często przez wiele lat, zapewniając długotrwałą odporność na chorobę spowodowaną określonym antygenem (w tym także prawidłowe działanie szczepionek). W razie ponownego ataku przez dany antygen szybko się namnażają, gotowe do silnej reakcji obronnej. Występują najczęściej w płucach, jelitach lub wątrobie.

Plazmocyty – komórki produkujące olbrzymie ilości swoistych przeciwciał, przystosowanych do rozpoznawania i unieczynniania określonych antygenów.

Komórki NK – naturalni zabójcy (ang. natural killers)

Uczestniczą we wczesnych fazach odpowiedzi nieswoistej. Są odmianą komórek cytotoksycznych, które mają zdolność do spontanicznego, niewymagającego aktywacji niszczenia komórek organizmu zmienionych nowotworowo lub zainfekowanych wirusami. W reakcji immunologicznej wyrzucają zawartość ziaren cytoplazmatycznych z substancją wywołującą śmierć komórki.

bg‑orange

Dlaczego limfocyty B po osiągnięciu dojrzałości przemieszczają się ze szpiku do węzłów chłonnych? Jak sądzisz, na czym polega specjalizacja limfocytów B w tych narządach?

bg‑gray1
1
Ciekawostka

Limfocyty T dojrzewające w grasicy wzięły swą nazwę od łacińskiej nazwy tego narządu (thymus). Natomiast nazwa limfocytów B pochodzi od łacińskiej nazwy kaletki Fabrycjusza (bursa Fabricii), w której u ptaków zachodzi dojrzewanie tych komórek, lub od angielskiej nazwy szpiku (bone marrow).

Reakcje obronne mogą być wspomagane przez inne komórki odpornościowe, takie jak bazofile (granulocyty zasadochłonne) oraz komórki tuczne, rozmieszczone w obrębie różnych narządów. Wytwarzają one i uwalniają do układu krążenia różnego rodzaju mediatorymediatormediatory, m.in. histaminęhistaminahistaminę, które wpływają na rozwój odpowiedzi immunologicznej. Ich zasadniczą rolą jest wywoływanie lokalnego stanu zapalnego w reakcji na czynniki zewnętrzne, jakimi są wszelkie patogeny, np. wirusy, bakterie, alergenyalergenalergeny.

bg‑gray1
Dla zainteresowanych
RcN4z9o7azBmf
Limfocyty T (na zdjęciu: kolor niebieski), monocyty i makrofagi zlokalizowane we krwi, szpiku kostnym, przewodzie pokarmowym i ośrodkowym układzie nerwowym są celem ataku wirusa HIV (na zdjęciu: kolor żółty). Wirus niszczy komórki układu odpornościowego, co zwykle po 8–10 latach od zakażenia prowadzi do rozwoju zespołu nabytego niedoboru odporności – AIDS (acquired immunodeficiency syndrome).
Źródło: Seth Pincus, Elizabeth Fischer, Austin Athman, National Institute of Allergy and Infectious Diseases/NIH, Flickr.

Słownik

alergen
alergen

antygen wywołujący reakcję alergiczną

autoagresja
autoagresja

reaktywność układu immunologicznego skierowana przeciw antygenom własnych tkanek, prowadząca do uszkodzenia i zaburzenia funkcji narządów; wynika z reakcji komórkowych z udziałem limfocytów T oraz reakcji przeciwciał na własne antygeny

białka MHC‑I
białka MHC‑I

białka błonowe tworzące główny układ zgodności tkankowej; występują powszechnie we wszystkich komórkach organizmu; prezentują na powierzchni komórki krótkie peptydy, powstałe w trakcie rozpadu własnych białek komórki

białka MHC‑II
białka MHC‑II

białka błonowe komórek układu odpornościowego występujące m.in. w komórkach żernych; prezentują na powierzchni peptydy pochodzące z białek (antygenów) sfagocytowanych komórek

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, a przez monocyty – monokin; powszechnie stosowana nazwa „interleukiny” odnosi się do cytokin (m.in. limfokin i monokin) wytwarzanych przez leukocyty (krwinki białe)

fagocyt
fagocyt

komórka żerna, która jest zaangażowana w reakcje odpornościowe zwierząt i ludzi. Zdolna do migracji i fagocytowania oraz zabijania obiektów potencjalnie niebezpiecznych dla organizmu. Wyposażona w mechanizm odróżniania prawidłowych struktur własnego organizmu od elementów obcych (np. drobnoustrojów)

fagocytoza
fagocytoza

(gr. phagein – jeść, kytos – komórka) rodzaj endocytozy; proces pochłaniania (pożerania) cząstek nieorganicznych oraz komórek lub ich fragmentów przez organizmy jednokomórkowe bądź wyspecjalizowane komórki organizmów o bardziej złożonej budowie (fagocyty)

heparyna
heparyna

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

histamina
histamina

hormon tkankowy z grupy amin biogennych, m.in. rozszerza naczynia włosowate, kurczy mięśnie gładkie, pobudza wydzielanie niektórych gruczołów (np. wydzielanie soku żołądkowego)

mediator
mediator

substancja uczestnicząca w regulowaniu reakcji immunologicznych

mikroglej
mikroglej

komórki tkanki glejowej występujące w ośrodkowym układzie nerwowym; na skutek stanu zapalnego ulegają aktywacji i przekształcają się w typowe makrofagi

odporność nieswoista
odporność nieswoista

odporność niezależna od rozpoznawania antygenów przez przeciwciała i receptory limfocytów T i B. Jest mniej selektywna niż odporność swoista

pamięć immunologiczna
pamięć immunologiczna

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