Przewlekłe choroby o podłożu zapalnym stanowią duży problem medyczny- występują coraz częściej, są trudne do zdiagnozowania i trwałego wyleczenia. Żeby jednak wyjaśnić mechanizmy leżące u podłoża przewlekłych stanów zapalnych, należy poznać (lub odświeżyć) podstawy funkcjonowania układu immunologicznego oraz odpowiedzieć na pytanie: co to jest odporność?
Co to jest odporność?
Odporność w ujęciu biologicznym oznacza brak podatności na szkodliwe działanie czynników infekcyjnych, jak bakterie, wirusy, grzyby oraz nieinfekcyjnych, jak składniki środowiska, komórki nowotworowe czy nawet elementy własnego organizmu. Komórki, tkanki oraz cząsteczki, które uczestniczą w tych procesach tworzą układ immunologiczny (inaczej nazywany odpornościowym), a skoordynowaną odpowiedź tych komórek i cząsteczek nazywamy odpowiedzią immunologiczną.
Odporność jest wynikiem wspólnego działania mechanizmów odporności wrodzonej i nabytej.
Odporność wrodzona- szybka i nieswoista
Odporność wrodzona dysponuje mechanizmami wykrywającymi zagrożenie szybko i identycznie przy każdorazowym kontakcie z danym patogenem (dlatego to ramię układu immunologicznego nazywamy nieswoistym). Podstawową reakcją komórek odporności wrodzonej na inwazję patogenu jest ostry odczyn zapalny. Jego celem jest eliminacja szkodliwego czynnika i naprawa uszkodzonych tkanek.
Elementy odporności wrodzonej to:
- bariery anatomiczne, np. skóra, błony śluzowe, bariera jelitowa, bariera krew- mózg
- odruchy obronne, np. kaszel, odruch wymiotny
- aktywność dopełniacza i białek ostrej fazy
- wydzielanie substancji bakteriobójczych i bakteriostatycznych, jak lizozym, laktoferyna, defensyny
- aktywność fagocytarna
- mikrobiota przewodu pokarmowego
Gdy patogen pokona bariery anatomiczne dochodzi do:
1. rozpoznania (faza indukcyjna odpowiedzi immunologicznej)
2. eliminacji/neutralizacji (faza efektorowa) przez antygenowo swoiste limfocyty.
Odporność nabyta- powolna, swoista, pamiętliwa i skuteczniejsza
Tutaj zaangażowane są już elementy odporności nabytej. Stymulacja układu immunologicznego prowadzi do odpowiedzi typu humoralnego z udziałem limfocytów B, które produkują przeciwciała lub do odpowiedzi typu komórkowego z udziałem limfocytów T.
Odpowiedź typu humoralnego chroni głównie przed patogenami zewnątrzkomórkowymi, a odpowiedź typu komórkowego przed patogenami wewnątrzkomórkowymi.
Odpowiedź immunologiczna (siła, czas trwania, nasilenie odpowiedzi) jest regulowana przez limfocyty T regulatorowe (Treg).
Odporność nabyta, nazywana także odpornością swoistą:
- odróżnia nawet subtelne różnice między antygenami należącymi do różnych patogenów
- rozwija się wolniej w czasie infekcji (w porównaniu z układem wrodzonym, który działa szybko)
- wykazuje większą skuteczność przy kontakcie z danym antygenem dzięki zjawisku tzw. pamięci immunologicznej
Funkcje układu immunologicznego
Najważniejszą fizjologiczną funkcją układu immunologicznego jest zapobieganie lub walka infekcjami.
Inne funkcje układu immunologicznego to :
- ochrona przed rozwojem nowotworów: np. defensyny są bezpośrednio zaangażowane w zabijanie nowotworów, a TNF (tumor necrosing factor- czynnik martwicy nowotworów) hamuje proliferację komórek nowotworowych oraz rozwój naczyń krwionośnych zaopatrujących guz i dostarczających mu składniki odżywcze
- naprawa uszkodzonych tkanek- ich uszkodzeniom towarzyszą zjawiska związane z ostrym odczynem zapalnym, jak rozszerzenie i zwiększenie przesiąkliwości naczyń krwionośnych, napływ z krążenia komórek fagocytarnych (neutrofilii i makrofagów) oraz mediatorów zapalenia, dzięki którym dochodzi do eliminacji uszkodzonych komórek; z kolei makrofagi i fibroblasty uwalniają mediatory przeciwzapalne i regeneracyjne (jak kolagen), sprzyjające wyciszeniu stanu zapalnego
- indukowanie patologicznego stanu zapalnego i niszczenie komórek- czasami odpowiedź układu immunologicznego jest nieprawidłowa i stanowi źródło licznych patologii:
- nieskuteczna odpowiedź immunologiczna (czyli stan obniżonej odporności)- w przypadku pierwotnych lub wtórnych niedoborów odporności lub rozrostu nowotworowego komórek układu odpornościowego
- nadmierna odpowiedź immunologiczna- są to reakcje nadwrażliwości, gdzie potencjalnie niegroźny antygen powoduje nadmierną reakcję układu odpornościowego (przykładem są alergie lub nadwrażliwości pokarmowe IgG- zależne)
- nieprawidłowa reakcja na własne antygeny- zjawisko to leży u podstaw autoimmunizacji i chorób autoimmunologicznych
- rozpoznawanie i reagowanie na przeszczepy tkankowe
Cele, dzięki którym układ immunologiczny rozwinął się w toku ewolucji, mogą być realizowane dzięki generowaniu ogromnego repertuaru receptorów limfocytów i przeciwciał, co pozwala na rozpoznanie i eliminację różnorodnych obcych/wrogich struktur o praktycznie nieskończonej liczbie (bakterie, wirusy, grzyby, pasożyty, toksyny, jady, uszkodzone komórki własne, obce białka).
Komórki układu odpornościowego
Komórki układu odpornościowego to limfocyty T i B. Są one odpowiedzialne za unikatowe atrybuty odporności nabytej (zróżnicowanie klonalne, swoistość antygenową, pamięć immunologiczną, wykrywanie i rozpoznawanie antygenu).
Limfocyty B są centralnymi komórkami układu humoralnego, prekursorami plazmocytów- komórek produkujących przeciwciała.
Limfocyty T są populacją komórek bardzo zróżnicowanych funkcjonalnie. Do najważniejszych należą:
- limfocyty T pomocnicze CD4
- limfocyty T cytotoksyczne CD8
- limfocyty T regulatorowe (Treg)
Do limfocytów zalicza się też komórki NK (natural killers), które pełnią funkcję we wrodzonej odporności przeciwwirusowej i przeciwnowotworowej.
Układ immunologiczny dysponuje też dużym asortymentem komórek mieloidalnego szlaku hematopoezy. Należą do niego:
- komórki odporności wrodzonej- granulocyty, makrofagi i komórki tuczne
- komórki odporności nabytej- pełnią funkcje komórek prezentujących antygen (APC- antigen presenting cell), jak makrofagi i komórki dendrytyczne lub funkcje komórek eliminujących antygen w fazie efektorowej odpowiedzi immunologicznej, jak makrofagi
Co to jest pamięć immunologiczna?
Zdolność do swoistego rozpoznania obcej struktury (antygenu) i tzw. pamięci immunologicznej, pozwalającej na szybkie i sprawne rozpoznanie i eliminowanie przy ponownym kontakcie z tym samym antygenem, stanowi wyjątkową cechę układu immunologicznego. Ma to szczególne znaczenie w odporności przeciwzakaźnej. Dzięki tej unikalnej funkcji układ immunologiczny jest odpowiedzialny za stan odporności i razem z układem nerwowym i hormonalnym zapewnia utrzymanie homeostazy ustroju w zmiennym środowisku.
Mechanizmy odporności humoralnej mogą być aktywne w każdym miejscu, gdzie potencjalny antygen może wniknąć do ustroju. Przeciwciała są produkowane w szpiku kostnym i wyspecjalizowanych narządach, skąd drogą krwi rozprowadzane są do tych miejsc.
Przeciwciała pełnią szczególną rolę ochronną w tzw. odporności śluzówkowej.
Odporność śluzówkowa- co to jest?
Immunoglobulina A (IgA) produkowana jest w tkance limfatycznej błon śluzowych. Następnie transportowana jest przez błony śluzowe, gdzie wiąże i neutralizuje drobnoustroje obecne w świetle narządów pokrytych błoną śluzową, np. dróg oddechowych, przewodu pokarmowego, dróg moczowo- płciowych. Ten rodzaj odporności nazywamy wydzielniczą lub śluzówkową. IgA stanowią 2/3 z 3 gram dziennej produkcji przeciwciał u zdrowego człowieka, co odzwierciedla olbrzymią powierzchnię i duże znaczenie błon śluzowych. W przewodzie pokarmowym ten mechanizm skierowany jest przeciw patogennym drobnoustrojom, wobec mikrobioty komensalnej, czyli fizjologicznej, utrzymywany jest stan tolerancji.
Na czym polega tolerancja układu immunologicznego?
Ważną funkcją układu odpornościowego jest zapewnienie stanu tolerancji w obrębie przewodu pokarmowego. Dzięki niej pokarm, który jest obcym elementem, nie jest atakowany przez komórki układu immunologicznego. Gdy jednak dochodzi do utraty tolerancji pokarmowej, pojawiają się przeciwciała skierowane przeciw konkretnym antygenom pokarmowym. Gdy przeciwciała rozpoznają w przewodzie pokarmowym te antygeny, uruchamiają kaskadę reakcji zapalnych, które mogą być przyczyną chorób przewlekłych. W zachowaniu tolerancji na pokarmy kluczowa jest funkcja limfocytów T regulatorowych, których duże ilości (w porównaniu z innymi częściami organizmu) znajdują się pod błoną śluzową jelit. Wykazano, że nieprawidłowa funkcja T reg jest cechą chorób autoimmunologicznych, a przywrócenie ich działania jest niezbędne, aby zapobiec chorobom z kręgu autoagresji. Dla utrzymania stanu tolerancji konieczna jest także obecność IgA- dyskretnie otaczają one i neutralizują antygeny bez wywoływania nadmiernej reakcji zapalnej. Ale w stanach zaburzenia równowagi w układzie immunologicznym możemy zaobserwować, że poziom tych przeciwciał spada. Osłabia się także tolerancja pokarmowa, pojawiają alergie pokarmowe oraz nadwrażliwości na niestrawione pokarmy.
Gdy równowaga w systemie obronnym się załamuje, staje się on nadaktywny i atakuje wszystko, co dostaje się do przewodu pokarmowego: składniki jedzenia, substancje chemiczne, suplementy, alergeny środowiskowe. Okazuje się, że tolerowanych jest niewiele pokarmów, pojawiają się niepożądane reakcje na suplementy, biżuterię czy sierść kota.
Wiele czynników może zaburzać tę delikatną równowagę w układzie odpornościowym, ale to już temat na zupełnie inny wpis 🙂
Jeśli podobał Ci się wpis i chcesz otrzymywać informacje o innych wpisach na blogu, a także informacje dotyczące zdrowia i odżywiania, zapisz się do co dwutygodniowego newslettera:
