Imunost i imunološki odgovor

Imunološki sustav razvio je složenu mrežu provjera i ravnoteža koju se može nazvati urođenom i stečenom imunošću.

Svatko se rađa s urođenom imunošću. Sastavnice imunološkog sustava uključene u urođenu imunost―makrofazi, neutrofili i komplement―odgovaraju slično na sve strane tvari, a prepoznavanje antigena ne razlikuje se od osobe do osobe.

Kao što mu ime i ukazuje, stečena imunost se zadobiva. Pri rođenju, imunološki sustav neke osobe nije još došao u dodir s vanjskim svijetom niti započeo razvoj svojih “memorijskih dosjea”. Imunološki sustav uči odgovarati na svaki novi antigen s kojim se susreće. Stečena imunost je, prema tome, specifična za antigene s kojima osoba dolazi u dodir tijekom života. Glavna osobina specifične imunosti je sposobnost učenja, prilagodbe i pamćenja.

Imunološki sustav nosi zapis ili sjećanje na svaki antigen koji osoba susretne, bez obzira je li to kroz pluća (disanjem), crijeva (prehranom) ili putem kože. To je moguće zbog toga što su limfociti dugovječni. Kada limfocit susretne antigen po drugi puta, razvija brzi, učinkoviti i specifični odgovor na baš taj antigen. Taj specifični imunološki odgovor razlog je što ljudi mogu oboljeti od vodenih kozica ili ospica samo jednom i što čini cijepljenje djelotvornim u sprječavanju bolesti. Na primjer, za sprječavanje poliomijelitisa, osobi se daje cjepivo napravljeno od oslabljenog oblika poliovirusa. Ukoliko osoba kasnije dođe u dodir s poliovirusom, imunološki sustav pretražuje svoje “memorijske dosjee”, nalazi otiske poliovirusa i brzo razvija odgovarajuću obranu. Ishod je da poliovirus odstranjuju specifična protutijela koja neutraliziraju virus prije nego što je on imao priliku umnožiti se i ući u živčani sustav.

Urođena i stečena imunost nisu međusobno nezavisne. Svaki sustav međudjeluje i utječe na drugi, bilo neposredno ili putem izazivanja izlučivanja citokina (glasnika). Podražaj rijetko izaziva samo jednu vrstu odgovora. Umjesto toga, zbiva se nekoliko odgovora, od kojih neki djeluju zajednički ili, ponekad i suprotno jedan drugome. Ipak, svi odgovori vrte se oko tri glavna principa: prepoznavanja, pokretanja i napada.

Prepoznavanje

Prije nego što imunološki sustav može odgovoriti na antigen, on mora biti u stanju prepoznati ga. On to može putem procesa nazvanog obrađivanje antigena. Makrofagi su glavne stanice koje obrađuju antigen, ali i druge stanice, uključujući i B limfocite mogu također obrađivati antigene.

Antigenobrađujuća stanica proguta antigen i raskomada ga na male dijelove. Ti dijelovi se zatim “upakiraju” zajedno s molekulama glavnog kompleksa histokompatibilnosti i prenose na površinu stanične membrane. Područje glavnog kompleksa histokompatibilnosti ima dio koji se veže (spaja) sa posebnom molekulom na površini T limfocita nazvanom Tstaničnim receptorom. Tstanični receptor je oblikovan poput ključa za ključanicu―dio glavnog kompleksa histokompatibilnosti koji sadrži dio antigena.

Postoje dvije glavne podvrste T limfocita koje se razlikuju po svojoj sposobnosti povezivanja (spajanja) s jednom od dvije klase glavnog kompleksa histokompatibilnosti. Podvrsta T limfocita s CD8 molekulom na svojoj površini može se vezati na molekule klase I glavnog kompleksa histokompatibilnosti. Podvrsta T limfocita s CD4 molekulom na površini veže se za molekule klase II glavnog kompleksa histokompatibilnosti.

Pokretanje

Kada je jednom antigen bio prepoznat od strane antigenobrađujuće stanice i T limfocita, slijedi niz događaja kojima se pokreće imunološki sustav. Kada antigenobrađujuća stanica proguta antigen, ona ispušta citokinenpr. interleukin―1, interleukin8 ili interleukin12koji djeluju na neke druge stanice. Interleukin1 pokreće ostale T limfocite; interleukin12 potiče prirođene stanice ubojice da postanu još moćnije ubojice i da izlučuju interferon; interleukin8 djeluje poput zvijezde vodilje, vabeći neutrofile na mjesto gdje je opažen antigen. Ovaj proces privlačenja i unovačenja stanica naziva se kemotaksijom.

Kada su T limfociti potaknuti putem svojih Tstaničnih receptora, oni stvaraju nekoliko citokina koji pomažu u novačenju drugih limfocita, pojačavajući na taj način imunološki odgovor. Citokini mogu također potaknuti nespecifične (urođene) imunološke obrane. Prema tome, citokini premošćuju urođenu i stečenu imunost.

Napad

Veliki dio imunološkog sustava usmjeren je ubijanju ili odstranjenju invadirajućih mikroba, nakon što su oni prepoznati. Makrofagi, neutrofili i prirođene stanice ubojice sposobne su odstraniti mnoge nezvane goste.

Ako se napadač ne može u potpunosti odstraniti, mogu se izgraditi zidovi koji će ga zatvoriti. Zatvorski zid je građen od posebnih stanica i naziva se granulom. Tuberkuloza je primjer infekcije koja nije u potpunosti uklonjena; bakterije koje uzrokuju tuberkulozu, zatvorene su unutar granuloma. Većina zdravih ljudi koji su izloženi tim bakterijama obrane se od tuberkulozne infekcije, no neke bakterije preživljavaju beskonačno, obično unutar pluća, okružene granulomom. Ako imunološki sustav oslabi (čak i 50 ili 60 godina kasnije), zatvorski se zidovi ruše i bakterije koje uzrokuju tuberkulozu počinju se razmnožavati.

Kako T limfociti prepoznaju antigene

T limfociti su dio nadzornog imunološkog sustava organizma. Oni pomažu u otkrivanju antigena, tvari koje su tijelu strane. Međutim, kako bi ga T limfocit mogao prepoznati, antigen mora biti obrađen i “prikazan” limfocitu u takvom obliku da ga on može prepoznati, kao što je ovdje prikazano.

1. Antigen koji kola tijelom ima građu koju T limfocit ne može prepoznati.

2. Stanica koja obrađuje antigen, npr. makrofag, “guta” antigen.

3. Enzimi u stanici koja obrađuje antigen cijepaju antigen u dijelove.

4. Neki djelići antigena bivaju povezani s molekulama glavnog kompleksa tkivne podudarnosti (histokompatibilnosti) i prebačeni na površinu stanične membrane.

5. Tstanični receptor, smješten na površini T limfocita, prepoznaje djelić antigena povezan sa molekulom glavnog kompleksa tkivne podudarnosti i veže se za njega.

MSD medicinski priručnik za pacijente

Tijelo se ne bori protiv svih napadača na jednak način. Borba protiv napadač koji ostaju izvan stanica tijela (ekstracelularni organizmi) je relativno laka; imunološki sustav pokreće obranu koja makrofagima i drugim stanicama olakšava njihovu probavu. Kako tijelo s time izlazi na kraj ovisi o tome jesu li napadači očahureni (imaju li oko sebe debeli oklop) ili nisu okruženi čahurom. Borba sa napadačima koji ulaze u stanice (intracelularni organizmi) i ostaju živi i aktivni, u potpunosti je drugačija.

Očahureni izvanstanični organizmi

Neke bakterije okružene su čahurom koja štiti njihovu staničnu stijenku, sprječavajući makrofage da ih prepoznaju. Najobičniji primjer očahurenih bakterija su streptokoki, koji uzrokuju anginu. Imunološki odgovor sastoji se u B limfocitima koji stvaraju protutijela protiv čahure. Protutijela također poništavaju otrove koje neke od bakterija stvaraju.

Jednom stvorena, protutijela se vežu za čahuru. Spoj bakterije i protutijela naziva se imunim kompleksom. Imuni se kompleks veže na receptor na makrofagu. To olakšava gutanje cijelog kompleksa od strane makrofaga, u kojem se bakterija probavlja. Imuni kompleksi također aktiviraju niz komplementa. Povezivanje produkata niza komplementa s imunim kompleksom, jako olakšava makrofagima otkrivanje koje je imune komplekse potrebno odstraniti.

Neočahureni izvanstanični organizmi

Neke bakterije posjeduju samo staničnu stijenku; one nemaju čahuru te se smatraju neočahurenima. Escherichia coli (Ešerihija koli), česti uzročnik trovanja hranom i upala mokraćnog sustava, primjer je neočahurene bakterije. Kada neočahurene bakterije upadnu u tijelo, u akciju stupaju makrofagi, prirođene stanice ubojice, citokini i niz komplementa.

Makrofagi imaju senzore putem kojih prepoznaju molekule na površini neočahurenih bakterija. Kada dođe do međudjelovanja, bakterije bivaju progutane procesom koji se zove fagocitoza. Fagocitoza potiče makrofage na otpuštanje nekolicine citokina koji privlače neutrofile. Neutrofili zatim obuhvaćaju i ubijaju još više bakterija. Neki od citokina koje otpuštaju makrofagi aktiviraju prirođene stanice ubojice, koje zatim mogu neposredno pobiti neke bakterije ili mogu pomoći neutrofilima i makrofazima u učinkovitijem ubijanju.

Neočahurene bakterije također aktiviraju niz komplementa. Komplement pomaže u uništavanju bakterija i otpušta niz tvari koje djeluju u vidu signala za privlačenje neutrofila, koji zatim uništavaju preostale bakterije.

Unutarstanični organizmi

Neki mikroorganizmi, poput bakterija tuberkuloze, najbolje preživljavaju unutar stanice. Budući da oni moraju ući u stanicu da bi preživjeli, nemaju posebnih načina obrane od probavljanja. Dok bivaju probavljani, ti organizmi su odvojeni unutar stanice u zaštitnoj tvorbi zvanoj vezikula ili vakuola (mjehurić, op. prev.). Te vezikule mogu se spojiti s drugim vezikulama unutar citoplazme, poput onih koje sakupljaju i “pakiraju” molekule klase II glavnog kompleksa histokompatibilnosti.

Dok se te vezikule spajaju, glavni kompleks histokompatibilnosti pokupi neke od djelića bakterija. Kada bude iznesen na površinu stanice, on sadrži te strane djeliće. Molekule glavnog kompleksa histokompatibilnosti prepoznaju T limfociti, koji odgovaraju na djelić antigena otpuštajući citokine. Citokini aktiviraju makrofage. Ta aktivacija dovodi do stvaranja novih kemijskih tvari unutar stanice. Te kemijske tvari sada dozvoljavaju makrofagima da ubiju organizme unutar stanice.

Neki citokini pojačavaju stvaranje protutijela. Protutijela pomažu u obrani od organizama izvan stanice; međutim, ona su nemoćna protiv infekcije unutar nje.

Virusi su još jedan primjer organizma koji mora ući u stanicu kako bi preživio. Međutim, virusi se obrađuju ne unutar vezikula, već u posebnim tvorbama zvanim proteosomi. Proteosomi razgrađuju virus u dijelove koji se prenose u drugi dio stanice zvan endoplazmatskom mrežicomglavnom staničnom tvornicom za stvaranje bjelančevina. Molekule klase I glavnog kompleksa histokompatibilnosti također se nakupljaju u hrapavoj endoplazmatskoj mrežici. Kako se molekule klase I glavnog kompleksa histokompatibilnosti nakupljaju, preuzimaju djeliće virusa i odnose ih sa sobom kada bivaju izbačeni na površinu stanice.

Određeni T limfociti prepoznaju klasu I molekula, koje sada sadrže djeliće virusa, i vežu se na njih. Kada je veza potpuna, signal poslan kroz staničnu membranu započinje aktivaciju antigenspecifičnih T limfocita, od kojih se većina razvija u ubilačke T stanice. Za razliku od prirođenih stanica ubojica, međutim, ubojite T stanice ubijaju samo one stanice zaražene određenim virusom koji je izazvao njihovu aktivaciju. Na primjer, ubojite T stanice pomažu u borbi s virusom gripe. Razlog zbog kojega većini ljudi treba 7 do 10 dana kako bi se oporavili od gripe je upravo u tome što je toliko vremena potrebno za razvoj ubojitih T stanica koje su specifično određene za borbu s virusom gripe.