Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Nawigacja okruszkowa Nawigacja okruszkowa

Nawigacja Nawigacja

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Odporność – główny obrońca naszych organizmów

Odporność – główny obrońca naszych organizmów

Leukocyty odpowiedzialne są za wiele funkcji w naszym organizmie. Do tego, aby jednak sprawnie on funkcjonował, potrzebna jest nam odporność, w której białe krwinki odgrywają ogromną rolę. Czym właściwie jest? Jak działa i dlaczego jest taka ważna? Wyjaśnia nam to prof. dr hab. Joanna Cichy z Zakładu Immunologii Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii UJ.

Więcej o nauce?! Dołącz do profilu strony. www NAUKA.uj.edu.pl na Facebooku 

Sezon przeziębień i chorób ruszył pełną parą. Przemęczony i źle sypiający organizm, często podatny jest na łapanie infekcji. Szczególnie gdy dochodzi do tego jesienna pogoda. Odporność stoi – a właściwie powinna stać – na straży w obronie naszego organizmu przed niesprzyjającymi czynnikami. Ale czy zawsze tak jest…?

Co to jest odporność?

Odporność  opiera się na wyspecjalizowanej grupie wzajemnie ze sobą powiązanych komórek, tzw. białych krwinek (inaczej leukocytów), z których większość znajduje się we krwi. Ich skupiska występują także np. w szpiku kostnym czy węzłach chłonnych, skąd białe krwinki mogą zostać przywołane do dowolnego miejsca w organizmie, jeśli zajdzie taka potrzeba. Z racji tego iż zakażenie może nastąpić wszędzie, niektóre typy leukocytów są rozproszone po całym ciele i stale patrolują tkanki, szczególnie miejsca bezpośrednio narażone na kontakt ze środowiskiem zewnętrznym. Patrolujące leukocyty stanowią najbardziej wysunięty przyczółek układu odporności, konieczny do rozpoznania potencjalnego zagrożenia i mobilizacji pozostałych zasobów gospodarza.

Dzieje się to głównie wtedy, kiedy przez naturalne bariery naszego organizmu, tj. wierzchnie warstwy skóry, warstwy ochronne (komórki wyścielające) dróg oddechowych lub pokarmowych, przenikną drobnoustroje, takie jak bakterie, wirusy lub grzyby. W miejscach położonych głębiej, te mikroorganizmy szybko się namnażają i są przyczyną większości zakażeń. Komórki stale sprawujące nadzór immunologiczny w tkankach, potrafią zareagować na obecność drobnoustrojów ze względu na biologiczną odmienność tych intruzów. Leukocyty używają do rozpoznania mikroorganizmów głównie dwóch typów cząsteczek, tj. odpowiednich receptorów.

Jeden typ receptorów można porównać do uniwersalnych kluczy, które pasują do wielu mikrobiologicznych zamków, podczas gdy drugi jest unikalny dla danego zamka. Konsekwencją rozpoznania mikroorganizmów jest bezzwłoczna reakcja ze strony krwinek białych, a ich głównym zadaniem jest wyeliminowanie powstałego zagrożenia. Do tego celu służą dwie podstawowe strategie, tzw. odpowiedź nieswoista i swoista.

Ta pierwsza opiera się głównie na leukocytach w pełni ukształtowanych do walki z dowolnym mikroorganizmem, ale (posługując się terminologią militarną) uzbrojonych w różnoraką broń, konieczną przede wszystkim do odparcia pierwszego impetu wroga. Używają one uniwersalnego klucza do rozpoznania mikrobiologicznych wzorców i cechuje je duża szybkość działania w eliminacji zakażeń.

Natomiast odpowiedź swoista ma w swoich zasobach leukocyty, które posługują się unikalnym kluczem. Po odpowiednim przeszkoleniu będą potrafiły precyzyjnie uderzyć w cel, działając jak wyszkoleni i nakierowani na strategiczne mikrobiologiczne obiekty, komórkowi snajperzy. 

Odpowiedź nieswoista – strategia nr 1

We wczesnych fazach zakażenia, patrole białych krwinek, stale obecnych w tkankach, pochłaniają drobnoustroje. Jednak leukocyty nadzoru immunologicznego z reguły są zbyt mało liczne, aby opanować zakażenie. Konieczne jest więc przekazanie informacji o tym gdzie doszło do inwazji drobnoustrojów i przywołanie dodatkowych sił reagowania.

Jest to możliwe dzięki produkcji sygnałów alarmowych, które wydzielą przede wszystkim patrolujące leukocyty. Sygnały SOS potrafią nakierować dodatkowe posiłki, czyli leukocyty krążące we krwi, na miejsce w którym doszło do zakażenia. Nowy adres, który wskazuje krążącym leukocytom miejsce stanu zapalnego, powoduje opuszczenie naczynia krwionośnego przez te komórki w miejscu wskazanym przez cząsteczki adresowe. Po wyjściu z naczynia krwionośnego, leukocyty przemieszczają się w głąb zakażonych tkanek, aż do momentu napotkania drobnoustrojów.

Na tym etapie z krwi do zainfekowanych miejsc są rekrutowane głównie siły wczesnego reagowania, tj. komórki odpowiedzi nieswoistej. Dzięki posiadaniu uniwersalnych kluczy rozpoznają bardzo różne mikroorganizmy, a dokładnie grupy cząsteczek (molekularne wzorce), charakterystycznych dla całych rodzin mikroorganizmów. Leukocyty odpowiedzi nieswoistej zareagują  z podobną skutecznością na zakażenie spowodowane przez dowolne bakterie lub np. grzyby chorobotwórcze.

Wśród tych komórek znajdują się neutrofile, najliczniejsze leukocyty ludzkiej krwi. Krew zdrowego człowieka zawiera kilkadziesiąt miliardów tych komórek, około 60% wszystkich krążących leukocytów. Neutrofile,  przywołane z krwi, szybko pochłaniają i zabijają drobnoustroje. W swoim wnętrzu przechowują gotowy arsenał cząsteczek o niszczącym działaniu, takich jak peptydy antybakteryjne. Są także zdolne do produkcji takich związków jak nadtlenek wodoru (główny składnik wody utlenionej), które niezwykle efektywnie zabijają bakterie.

Chociaż komórki odpowiedzi nieswoistej są bardzo skuteczne w eliminacji zakażeń, to często ich działanie nie wystarcza do całkowitego zniszczenia drobnoustrojów, a jedynie spowalnia namnażanie i rozprzestrzenianie się mikroorganizmów.

Odpowiedź swoista – strategia nr 2

Na tym etapie zwykle przychodzi z pomocą odpowiedź swoista. Uruchomienie strategii numer dwa zależy głównie od rozległości zakażenia i zdolności do jego opanowania przez odpowiedź nieswoistą, która zawsze poprzedza odpowiedź swoistą. Głównym jej zadaniem jest wyedukowanie określonego typu białych krwinek, tzw. limfocytów, a dokładnie bardzo niewielkiej podgrupy tych komórek swoistych w stosunku do mikroorganizmów będących przyczyną infekcji.

Swoistość limfocyta jest zdeterminowana przez unikalność jego receptorowego klucza. W odróżnieniu od komórek odpowiedzi nieswoistej, cechą limfocytów nie jest wszechstronność, ale precyzja działania. Polega ona na zniwelowaniu wpływu jedynie tych drobnoustrojów, które w danym momencie namnażają się w miejscu objętym stanem zapalnym. Jeśli zakażenie określonym drobnoustrojem ma miejsce po raz pierwszy, to w naszym organizmie mamy jedynie niewielką liczbę limfocytów, które swoiście rozpoznają ten mikroorganizm. Inne limfocyty są swoiste w stosunku do innych drobnoustrojów.

Posiadamy tak dużo limfocytów o różnej swoistości, że praktycznie każdy występujący w naszym środowisku mikroorganizm ma swojego immunologicznego oponenta w postaci limfocyta. Jednakże organizm człowieka może pomieścić jedynie ograniczoną liczbę komórek układu odporności. Dlatego olbrzymia różnorodność limfocytów powoduje, że ich dostępność jest bardzo ograniczona. W odpowiedzi swoistej chodzi głównie o to, aby z wielkiej grupy limfocytów, różniących się swoistością klucza, namnożyć i uzbroić jedynie te limfocyty, które mogą być przydatne do opanowania toczącej się infekcji.

Proces przygotowania do walki tych limfocytów (drugiej grupy uderzeniowej) wymaga czasu, około kilku dni. Na szczęście nie jesteśmy wtedy bezbronni, bo w miejscu atakowanym przez mikroorganizmy, po  wcześniejszym przywołaniu z krwioobiegu, walczą w tym czasie komórki odpowiedzi nieswoistej. Proces szkolenia limfocytów odbywa się w przystosowanych do tego celu miejscach, takich jak węzły chłonne. Te rozsiane po całym ciele „centra edukacji limfocytów”, stwarzają świetne warunki do rozmnożenia i uzbrojenia  potrzebnych do walki limfocytów. Główną rolę w procesie przygotowania limfocytów pełnią komórkowi instruktorzy, tzw. komórki dendrytyczne (w skrócie DC).

To właśnie DC posiadają umiejętność odpowiedniego zaprezentowania limfocytom zagrażających nam mikroorganizmów. Na swojej powierzchni wystawiają fragmenty pochłoniętych drobnoustrojów, tworząc swoisty zamek, do którego limfocyty dopasują się  precyzyjnym kluczem swojego receptora.  

Tylko limfocyty swoiste dla danego mikroorganizmu, a dokładnie jego strawionych i zaprezentowanych przez DC komponentów, ulegną aktywacji. Polega ona między innymi na szybkim namnożeniu limfocytów. W wyniku tego procesu dojdzie do powstania wielomilionowych klonów limfocytów o tej samej swoistości (posiadających jednakowy klucz), a więc precyzyjnie rozpoznających mikrobiologiczny cel. Dodatkowo, powstające klony limfocytów, przy aktywnym udziale komórki dendrytycznej w roli instruktora, doskonalą w tym czasie swoje umiejętności do walki z drobnoustrojami.

Po kilkudziesięciogodzinnej edukacji w węźle chłonnym, uzbrojona armia swoistych limfocytów trafia do tkanek atakowanych przez mikroorganizmy. Przybycie po kilku dniach od wtargnięcia mikroorganizmów, komórkowych posiłków, w postaci dużej grupy wyszkolonych i nakierowanych na cel limfocytów, prawie zawsze przechyla szalę zwycięstwa na korzyść gospodarza.

Powstanie odpowiedzi swoistej ma jeszcze jedną olbrzymią zaletę, tworzy tzw. pamięć immunologiczną. Jeśli zarazimy się tym samym mikroorganizmem kolejny raz, to wcześniej przygotowana armia limfocytów swoistych dla tego drobnoustroju szybko zasili system obrony naszego organizmu, a wtedy jest duża szansa, że zakażenie przebiegnie bezobjawowo.

Jak widać mechanizm odporności w swojej istocie jest dość skomplikowany i wpływa on na cały nasz organizm. Od niego także zależy w jaki sposób chorujemy. Warto więc poznawać swoje ciało, reakcje i procesy, które w nim zachodzą, bowiem posiadając taką wiedzę możemy zapobiegać wielu niepożądanym, szeroko pojętym osłabnięciom naszego organizmu.  

Grafika: opracowanie własne autora

------------------------------------------

Przeczytaj także:

Polecamy również
Dlaczego powinniśmy rozmawiać o (pseudo)teoriach „Wielkiej Lechii”?
Najpopularniejsze nasze teksty o nauce - 2017
Mateusz Hołda. Szkicowanie mapy serca
Płodność, hormony i zdrowie. Nie ma łatwych rozwiązań