bg‑turquoise

Bezkręgowce

Bezkręgowce jako grupa zwierząt ewolucyjnie starsza od kręgowców posiada prostsze mechanizmy odpornościowe. Z tego powodu mają prostsze mechanizmy odpornościowe. Ograniczają się one do odporności wrodzonejodporność wrodzonaodporności wrodzonej. Ich pierwszą i najważniejszą częścią są powłoki ciała, których zadaniem jest zatrzymanie patogenów na zewnątrz organizmu.

Kiedy powłoki zawiodą – patogeny napotkają kolejną linię obrony: komórki immunokompetentnekomórki immunokompetentnekomórki immunokompetentne obecne w płynach ciała bezkręgowców. Są nimi m.in. hemocyty i celomocyty (amebocyty, eleocyty), które mogą przeprowadzać fagocytozę patogenów oraz syntetyzować czynniki humoralnej, wrodzonej odpowiedzi immunologicznej.

Jednym z ważniejszych mechanizmów odpowiedzi humoralnej uczestniczących w eliminacji patogenów jest układ profenoloksydazy. Profenoloksydaza występuje w obrębie komórek immunokompetentnych. Wykrycie przez te komórki patogenów, a także zranienie lub przerwanie ciągłości tkanki uruchamia kaskadę reakcjikaskada reakcji kaskadę reakcji prowadzących do powstania substancji zaangażowanych w obronę organizmu. Do najważniejszych należą opsoniny, proteinazy oraz melanina.

Opsoniny

Opsoniny to białka opłaszczające patogeny. Wykrywają one antygenyantygenyantygeny bakterii, wirusów i innych czynników chorobotwórczych. Opłaszczając je, ułatwiają komórkom odpornościowym ich fagocytozę. Opłaszczanie nazywa się opsonizacją, stąd też nazwa tej grupy cząsteczek.

Proteinazy

Proteinazy to białka służące do niszczenia innych białek poprzez ich cięcie. Rolą tych enzymów jest unieszkodliwianie patogenów przez ich niszczenie. Nie można jednak powiedzieć, że zabijają one patogeny, ponieważ wirusy nie są żywe, zatem nie da się ich zabić.

Melanina

Melanina w organizmach bezkręgowców jest wykorzystywana do tworzenia specjalnej otoczki. Zlepione ze sobą patogeny zostają pokryte warstwą melaniny, co prowadzi do ich śmierci. Tworzą się niewielkich rozmiarów grudki, nazywane ciałami brunatnymi, które zostają następnie usunięte z organizmu. Oprócz tego obecność melaniny w oskórku powoduje jego utwardzenie, a także zwiększa odporność na szkodliwe promieniowanie UV.

Aktywacja profenoloksydazy wpływa dodatnio na obronę komórkową, poprzez wspomaganie fagocytozy oraz ułatwia leczenie zranień. Układ profenoloksydazy pełni funkcję podobną do funkcji układu dopełniaczaukład dopełniaczaukładu dopełniacza u kręgowców. Oba systemy należą do odpowiedzi wrodzonej, humoralnej.

bg‑turquoise

Kręgowce

Kręgowce mają bardziej rozbudowany układ immunologiczny od bezkręgowców, bo oprócz odporności wrodzonej mają też i nabytąodporność nabytanabytą.

Odporność wrodzona (nieswoista) kręgowców opiera się na podobnych mechanizmach jakie występują u bezkręgowców. Przede wszystkim są to bariery fizyczne (mechaniczne). Należy do nich skóra (naskórek, który jest wielowarstwowy i regularnie się złuszcza), komórki błon śluzowych układu oddechowego i pokarmowego oraz moczowo‑płciowego. Odporność wrodzona jest dodatkowo wspomagana wydzielinami takimi, jak łzy, ślina, pot, wydzielina gruczołów łojowych, soki żołądkowe – wszystkie one zawierają substancje niszczące obce bakterie, wirusy i inne cząsteczki. W skład odporności wrodzonej wchodzą też komórki układu immunologicznego: żerne – makrofagi, granulocyty i komórki dendrytyczne. Tak jak u bezkręgowców i tu komórki żerne przeprowadzają fagocytozę, usuwając z organizmu komórki bakteryjne i własne martwe komórki organizmu.

Słabą stroną odporności wrodzonej jest, że nie ma ona pamięci immunologicznej, czyli nie uczy się przeciwstawiania kolejnym, nowym zagrożeniom, np. nowym mutacjom wirusów. Taką zaletą wykazuje się za to oporność nabyta (swoista, adaptacyjna). Zapamiętuje pojawienie się nowego antygenu, dzięki czemu podczas kolejnego kontaktu z nim reakcja organizmu jest bardziej skuteczna.

Odpowiedź nabyta ma dwa mechanizmy działania. W odpowiedzi komórkowej zabijane są komórki z antygenem rozpoznanym przez limfocyty T. Mogą to być obce lub własne komórki, na przykład zainfekowane wirusem lub te, które dotknęły zmiany nowotworowe. W tej fazie główną rolę pełnią limfocyty cytotoksyczne. Litera T oznacza tutaj grasicę (ang. thymus) i odnosi się do miejsca ich dojrzewania.

Odpowiedź humoralna polega na wytworzeniu przeciwciał, które mają walczyć z rozpoznanym antygenem. Przeciwciała, czyli immunoglobiny, to białka, które mają zdolność wyeliminowania antygenu. Podczas odpowiedzi humoralnej limfocyty B namnażają się i dzielą. W ten sposób powstaje mnóstwo limfocytów, które wiedzą, jakiego przeciwciała potrzebuje organizm. Litera B oznacza tu szpik kostny (ang. bone marrow).

Limfocyty B, które po podzieleniu się tworzą mnóstwo przeciwciał, to plazmocyty. Te limfocyty B, które przeciwciał nie produkują, stanowią komórki pamięci immunologicznej. Jeśli dany antygen pojawia się w organizmie po raz pierwszy, uruchamia się pierwotna odpowiedź immunologiczna. Jeżeli zaś pojawił się już kiedyś, zostaje dzięki komórkom pamięci prędko rozpoznany – reakcja organizmu jest błyskawiczna, a liczba przeciwciał znacznie większa, dzięki czemu nie dochodzi do zachorowania. Ten proces to wtórna odpowiedź immunologiczna.

Limfocyty T

Typy limfocytów T:

  • Treg regulują odpowiedź odpornościową poprzez hamowanie nadmiernej reakcji przeciwzapalnej. Chronią organizm przed autoagresją, podnosząc poziom tolerancji na antygeny pochodzące z zewnątrz, m.in. zabezpieczają odrzucenie płodu przez organizm matki.

  • Th to limfocyty pomocnicze. Wspomagają odpowiedź humoralną i komórkową poprzez bezpośredni kontakt oraz wydzielanie cytokin.

  • Tc to limfocyty cytotoksyczne. Są odpowiedzialne za niszczenie komórek zakażonych przez drobnoustroje oraz za niszczenie komórek nowotworowych.

Limfocyty B

Stymulowane przez kontakt z antygenem przekształcają się w komórki plazmatyczne wytwarzające wytwarzające przeciwciała. Pobudzają makrofagi do namnażania się. Prezentują także antygeny limfocytom T. Niektóre z nich mogą stać się komórkami pamięci, których zadaniem jest wytworzenie pamięci immunologicznej. Komórki pamięci mogą przekształcać się w plazmocyty, których zadaniem jest wytwarzanie przeciwciał.

Rxe9sTcVwrGRT1
Makrofag widoczny w skaningowym mikroskopie elektronowym.
Źródło: NIAID, Flickr, licencja: CC BY 2.0.

Makrofagi są komórkami żernymi, których główną rolą w organizmie człowieka jest przeprowadzanie fagocytozy, czyli pochłaniania i niszczenia między innymi drobnoustrojów, mikroorganizmów oraz uszkodzonych, nieprawidłowych lub obumierających komórek. Odgrywają one bardzo istotną rolę w reakcji odpornościowej organizmu człowieka (zarówno wrodzonej, jak i nabytej), rozpoczynają i regulują proces zapalny, niszczą drobnoustroje, a także eliminują nieprawidłowe komórki (np. nowotworowe) i inicjują proces regeneracji tkanek.

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

kaskada reakcji
kaskada reakcji

łańcuch reakcji chemicznych, w której produkt jednej jest substratem kolejnej. Istotne z punktu widzenia organizmu mogą być albo tylko ostateczne produkty całej kaskady, albo także produkty poszczególnych etapów, które będą wtedy miały większe znaczenie niż tylko bycie substratami kolejnych

komórki immunokompetentne
komórki immunokompetentne

komórki układu odpornościowego swoiście rozpoznające antygen

odporność nabyta
odporność nabyta

mechanizmy, które organizm wykształca lub otrzymuje z czasem. Zaliczają się do nich np. limfocyty T i B, przeciwciała oraz wynikające z ich działania reakcje immunologiczne

odporność wrodzona
odporność wrodzona

system zabezpieczeń zapobiegający wnikaniu do organizmu wszelkich czynników chorobotwórczych, które mogłyby zaburzyć jego równowagę. Odpowiedź immunologiczna na atak czynników chorobotwórczych jest natychmiastowa i zawsze taka sama. Uczestniczą w niej komórki żerne oraz rozmaite substancje bakteriobójcze, np. lizozym. Jest nieswoista, czyli nie jest nacelowana na konkretny rodzaj patogenu, rozpoznaje cechy wspólne dla wielu patogenów

pamięć immunologiczna
pamięć immunologiczna

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

układ dopełniacza
układ dopełniacza

element nieswoistej odpowiedzi odpornościowej; układ około 40 białek zawarty w surowicy krwi kręgowców; efektem jego działania jest śmierć patogenów