Organický imunitní systém

Naše tělo se neustále mění, ale zároveň „miluje“ stálost a může normálně fungovat jen za určitých parametrů svého vnitřního prostředí. Například normální tělesná teplota se pohybuje mezi 36 a 37 stupni Celsia. Vzpomeňte si na svou poslední rýmu a na to, jak špatně jste se cítili, když vaše teplota stoupla jen o půl stupně. Stejná situace je s dalšími ukazateli: krevní tlak, pH krve, hladina kyslíku a glukózy v krvi a další. Stálost hodnot těchto parametrů se nazývá homeostáza a na udržení její stabilní úrovně se podílejí téměř všechny orgány a systémy těla: srdce a cévy udržují konstantní krevní tlak, plíce – hladina kyslíku v krev, játra – hladina glukózy a tak dále.

Imunitní systém je zodpovědný za genetickou homeostázu. Pomáhá udržovat stálost genetického složení těla. To znamená, že má za úkol zničit nejen všechny cizí organismy a jejich odpadní produkty, které pronikají zvenčí (bakterie, viry, plísně, toxiny atd.), ale i buňky vlastního těla, pokud se „něco pokazilo“ a , proměnili se například ve zhoubný nádor, tedy geneticky se odcizili.

Jak buňky imunitního systému ničí „nepřátele“?

Abyste tomu porozuměli, musíte nejprve pochopit, jak funguje imunitní systém a jaké typy imunity existují.

Imunita může být vrozená (aka nespecifická) a získaná (aka adaptivní nebo specifická). Vrozená imunita je u všech lidí stejná a na jakékoli „nepřátele“ reaguje stejně. Reakce začíná ihned po vstupu mikroba do těla a nevytváří imunologickou paměť. To znamená, že pokud stejný mikrob znovu vstoupí do těla, nespecifický imunitní systém ho „nerozpozná“ a bude reagovat „jako obvykle“. Nespecifická imunita je velmi důležitá – jako první signalizuje nebezpečí a okamžitě začíná bojovat s napadajícími mikroby.

Tyto reakce však nedokážou tělo ochránit před závažnými infekcemi, a tak po nespecifické imunitě přichází na řadu imunita získaná. Zde je reakce těla u každého „nepřítele“ individuální, proto se „arzenál“ specifické imunity u různých lidí liší a závisí na tom, s jakými infekcemi se člověk v životě setkal a jaká má za sebou očkování.

Specifická imunita potřebuje čas na prostudování infekce, která se do těla dostala, takže reakce při prvním kontaktu s infekcí se vyvíjejí pomaleji, ale fungují mnohem efektivněji. Nejdůležitější ale je, že když už jednou mikroba zničí, imunitní systém si ho „pamatuje“ a když se příště setká se stejným, reaguje mnohem rychleji a často ho zničí ještě dříve, než se objeví první příznaky nemoci. Očkování funguje takto: když se do těla dostanou oslabení nebo zabití mikrobi, kteří již nemohou způsobovat onemocnění, imunitní systém má čas je prostudovat a zapamatovat si je a vytvoří imunologickou paměť. Když se tedy člověk po očkování setká se skutečnou infekcí, imunitní systém je již plně připraven bránit se a nemoc vůbec nezačne nebo probíhá mnohem snadněji.

Kdo je zodpovědný za fungování různých typů imunity?

Kostní dřeň. Toto je centrální orgán imunogeneze. Všechny buňky zapojené do imunitních reakcí jsou produkovány v kostní dřeni.

Thymus (brzlík). Brzlík je místem, kde dozrávají některé imunitní buňky (T-lymfocyty) poté, co se vytvoří v kostní dřeni.

Slezina. Slezina také dozrává imunitní buňky (B-lymfocyty) a aktivně v ní probíhá proces fagocytózy – když speciální buňky imunitního systému zachycují a tráví mikroby, které vstoupily do těla, fragmenty vlastních mrtvých buněk atd.

Lymfatické uzliny. Svou strukturou připomínají houbu, přes kterou je neustále filtrována lymfa. Póry této houby obsahují spoustu imunitních buněk, které také zachycují a tráví mikroby, které se dostaly do těla. Kromě toho lymfatické uzliny obsahují paměťové buňky – to jsou speciální buňky imunitního systému, které uchovávají informace o mikrobech, které dříve vstoupily do těla.

Orgány imunitního systému tedy zajišťují tvorbu, zrání a místo pro život imunitních buněk. V našem těle je jich mnoho druhů, zde jsou ty hlavní.

T-lymfocyty. Jmenují se tak, protože po vytvoření v kostní dřeni dozrávají v brzlíku. Různé podtypy T lymfocytů jsou zodpovědné za různé funkce. Zabijácké T buňky mohou například zabíjet buňky infikované virem, aby zabránily progresi infekce, pomocné T buňky pomáhají imunitnímu systému rozpoznat specifické typy mikrobů a supresorové T buňky regulují sílu a trvání imunitní odpovědi.

B-lymfocyty. Jejich jméno pochází z Bursa fabricii (Fabriciův vak), zvláštního orgánu u ptáků, ve kterém byly tyto buňky poprvé objeveny. B-lymfocyty jsou schopny syntetizovat protilátky (imunoglobuliny). Jedná se o speciální proteiny, které se „lepí“ na mikroby a způsobují jejich smrt. Protilátky mohou také neutralizovat některé toxiny.

Přírodní zabijáci. Tyto buňky nacházejí a zabíjejí rakovinné buňky a buňky infikované viry.

Neutrofily a makrofágy Jsou schopni zachytit a strávit mikroby – provést fagocytózu. Kromě toho hrají makrofágy zásadní roli v procesu prezentace antigenu, kdy makrofág zavádí další buňky imunitního systému do kousků natráveného mikroba, což tělu umožňuje lépe bojovat s infekcí.

Eosinofily chránit naše tělo před parazity – zajistit antihelmintickou imunitu.

Basofily — vykonávají převážně signalizační funkci, uvolňují velké množství signálních látek (cytokinů) a tím přitahují další imunitní buňky k místu zánětu.

Jak buňky imunitního systému rozlišují „já“ od „ostatních“ a chápou, proti komu bojovat?

V tom jim pomáhá hlavní histokompatibilní komplex typu I (MHC-I). Jedná se o skupinu proteinů, která se nachází na povrchu každé buňky v našem těle a je pro každého člověka jedinečná. Jedná se o jakýsi „pas“ pro buňku, který umožňuje imunitnímu systému pochopit, že se zabývá „svým“. Pokud se buňce v těle stane něco špatného, ​​například je infikována virem nebo degeneruje do nádorové buňky, pak se změní konfigurace MHC-I, nebo úplně zmizí. Přirozené zabíječské buňky a zabíječské T buňky jsou schopny rozpoznat receptor MHC-I, a jakmile najdou buňku se změněným nebo chybějícím MHC-I, usmrtí ji. Takto funguje buněčná imunita.

Ale máme jiný typ imunity – humorální. Hlavními obránci jsou v tomto případě protilátky – speciální proteiny syntetizované B-lymfocyty, které se vážou na cizí předměty (antigeny), ať už jde o bakterie, virové částice nebo toxiny, a neutralizují je. Pro každý typ antigenu je naše tělo schopno syntetizovat speciální protilátky vhodné speciálně pro daný antigen. Molekula každé protilátky, nazývaná také imunoglobuliny, může být rozdělena do dvou částí: Fc oblast, která je stejná pro všechny imunoglobuliny, a Fab oblast, která je jedinečná pro každý typ protilátky. Protilátka se „přilepí“ na antigen pomocí oblasti Fab, proto struktura této oblasti molekuly závisí na struktuře antigenu.

Jak náš imunitní systém rozumí struktuře antigenu a vybírá pro něj vhodnou protilátku?

Zvažme tento proces na příkladu vývoje bakteriální infekce. Například jste si poškrábal prst. Při poškození kůže se do rány nejčastěji dostávají bakterie. Při poškození jakékoli tkáně v těle se okamžitě spustí zánětlivá reakce. Poškozené buňky uvolňují velké množství různých látek – cytokinů, na které jsou neutrofily a makrofágy velmi citlivé. Reagují na cytokiny, pronikají stěnami kapilár, „plavou“ na místo poškození a začnou absorbovat a trávit bakterie, které vstoupily do rány – tak se spustí nespecifická imunita, ale ještě nedosáhla syntézy protilátek.

Při jednání s bakteriemi přinášejí makrofágy různé jejich části na svůj povrch, aby do struktury těchto bakterií zavedly T-pomocníky a B-lymfocyty. Tento proces se nazývá prezentace antigenu. T-helper a B-lymfocyt studují kousky natrávených bakterií a vybírají vhodnou strukturu protilátky, aby se pak dobře „přilepila“ na stejnou bakterii. Tak se spouští specifická humorální imunita. Jedná se o poměrně dlouhý proces, takže při prvním vystavení infekci může tělo potřebovat až dva týdny, než vyzvedne strukturu a začne syntetizovat potřebné protilátky.

Poté se B-lymfocyt, který úspěšně dokončil úkol, promění v plazmatickou buňku a začne syntetizovat protilátky ve velkém množství. Dostávají se do krve, šíří se po těle a vážou se na všechny bakterie, které pronikly a způsobily jejich smrt. Bakterie s navázanými protilátkami jsou navíc makrofágy absorbovány mnohem rychleji, což také pomáhá zničit infekci.

Existují nějaké další mechanismy?

Specifická imunita by nebyla tak účinná, kdyby si při každém setkání s infekcí tělo do dvou týdnů syntetizovalo potřebnou protilátku. Zde nás ale zachraňuje jiný mechanismus: některé z B-lymfocytů aktivovaných T-pomocníkem se mění v takzvané paměťové buňky. Tyto buňky nesyntetizují protilátky, ale nesou informace o struktuře bakterií, které se dostaly do těla. Paměťové buňky migrují do lymfatických uzlin a mohou tam zůstat desítky let. Při opětovném setkání se stejným typem bakterií si tělo díky paměťovým buňkám začne mnohem rychleji syntetizovat potřebné protilátky a imunitní odpověď se spustí dříve.

Náš imunitní systém má tedy celý arzenál různých buněk, orgánů a mechanismů, kterými odlišuje buňky našeho vlastního těla od geneticky cizích předmětů, ničí je a plní svou hlavní funkci – udržování genetické homeostázy.

Je zajímavé vědět, že imunitní systém funguje uvnitř našeho těla neustále po celý život, ale nevnímáme to. Všichni známe takové orgány jako srdce, ledviny, plíce a játra, ale málokdo ví například o brzlíku. Věděli jste, že máte na hrudi vedle srdce brzlík? Existuje mnoho dalších složek imunitního systému, na které se nyní podíváme.

Začněme tím, co je zřejmé. Například kůže, orgán, který neustále vidíme, je důležitou součástí imunitního systému. Je to primární hranice mezi vaším tělem a bakteriemi a choroboplodnými zárodky. Je jako plastová skořepina – nepropustná a slouží jako výborná bariéra pro cizí tělesa. Pokožka obsahuje speciální buňky zvané Langerhansovy buňky, které jsou důležitou složkou včasného varování imunitního systému. Kůže také vylučuje antibakteriální látky, které brání tomu, abyste se ráno probudili s vrstvou plísní – bakterií a spor.

Váš nos, ústa a oči jsou zřejmé vstupní body pro bakterie. Slzy a nosní hlen obsahují speciální enzym lysozym, který ničí buněčnou stěnu většiny bakterií. Sliny jsou také antibakteriální. Kromě nosní dutiny jsou plíce pokryty také hlenem, který pohlcuje bakterie a brání tak jejich vstřebávání. Jakýkoli virus musí nejprve překonat všechny tyto bariéry, než zaútočí na vaše tělo.

Pokud virus najde způsob, jak se dostat do vašeho těla, imunitní systém zahrnuje následující složky:

• Thymus
• Slezina
• Lymfatický systém
• Kostní dřeň
• Bílé krvinky
• Protilátky
• Doplňkový systém
• Hormony

Podívejme se na každou z těchto složek samostatně:

Lymfatický systém

Tato složka imunitního systému je nejznámější, pravděpodobně proto, že nás lékaři nebo naše maminky často kontrolovali, zda nemáme zvětšené lymfatické uzliny na krku. Ve skutečnosti jsou uzliny jen součástí systému, který se táhne celým tělem jako krevní cévy. Hlavní rozdíl mezi oběhovým a lymfatickým systémem je v tom, že krev cirkuluje tlakem vyvíjeným srdcem, zatímco lymfa se pohybuje pasivně. Pohyb je ovlivněn svalovou kontrakcí. Jednou z funkcí lymfatického systému je odvádět a filtrovat tekutinu k detekci bakterií. Malé lymfatické cévy pohybují tekutinou směrem k větším a přes ně tekutina vstupuje do lymfatických uzlin ke zpracování.

Lymfatické uzliny obsahují filtrační tkáň a velké množství lymfatických buněk. Při boji s určitými bakteriemi a viry uzliny nabobtnají a dají se nahmatat rukou. Zduření lymfatických uzlin je nejlepší známkou toho, že v těle žije cizí bakterie. Po filtraci se lymfa opět dostává do krve.

Thymus

Brzlík se nachází v hrudníku mezi hrudní kostí a srdcem. Je zodpovědný za produkci T buněk, což je důležité zejména pro novorozence. Bez brzlíku je imunitní systém zničen a dítě může zemřít. U dospělého člověka již tento orgán nehraje tak důležitou roli. Ostatní komponenty snadno převezmou jeho zátěž.

Slezina

Slezina filtruje krev a hledá cizí buňky (hledá také staré červené krvinky, které je třeba vyměnit).

Kostní dřeň

Kostní dřeň produkuje nové krvinky – červené a bílé. Červené krvinky se zcela tvoří v kostní dřeni a poté se uvolňují do krevního oběhu. Některé bílé krvinky dozrávají jinde. Kostní dřeň produkuje všechny krevní buňky z kmenových buněk. Nazývají se tak, protože mohou být materiálem pro různé typy buněk.

Protilátky

Protilátky mají tvar proteinu ve tvaru Y a zaměřují se na specifické antigeny (bakterie, viry nebo toxiny). Každé tělo má speciální sekci (na špičkách dvou větví Y), která je citlivá na specifický antigen a do určité míry se na něj váže. Když se protilátka naváže na toxin, neutralizuje jej a působí jako určitý druh protijedu. Vazba obvykle znemožňuje účinky toxinu. Tím, že se naváže na vnější obal viru nebo bakterie, zastaví jeho pohyb.

Protilátky mají pět tříd:

• Imunoglobulin (IgA)
• Imunoglobulin D (IgD)
• Imunoglobulin E (IgE)
• Imunoglobulin G (IgG)
• Imunoglobulin M (IgM)

Doplňkový systém

Systém komplementu, stejně jako protilátky, je řada proteinů. Ve vaší krvi jsou miliony různých protilátek, z nichž každá je citlivá na specifický antigen. Produkují je játra a pracují v tandemu s protilátkami, které pomáhají ničit škodlivé bakterie.

Hormony

Existuje několik hormonů, které vytvářejí složky imunitního systému. Tyto hormony jsou známé jako lymfokiny. Je také známo, že některé hormony potlačují imunitní systém, například steroidy a kortikosteroidy (složky adrenalinu).

Tymosin je hormon, který stimuluje produkci lymfocytů (forma bílých krvinek). Interleukiny – další typ hormonu stimuluje buňky IL-1, které, když se dostanou do hypotalamu, produkují horečku a únavu. Je známo, že zvýšená teplota způsobená horečkou zabíjí některé bakterie.

Chyby imunitního systému

Někdy imunitní systém nefunguje správně a dělá chyby. Jeden typ takových chyb se nazývá autoimunitní. Když systém z různých důvodů napadne svůj vlastní organismus a způsobí mu škodu.

• Juvenilní diabetes – imunitní systém napadá a ničí buňky slinivky břišní produkující inzulín.
• Revmatoidní artritida je útok na vnitřní tkáně.
• Alergie je, když z nějakého důvodu imunitní systém reaguje na alergen, který by měl být ignorován. Alergen se může nacházet v potravě, pylu nebo na těle zvířat.
• Nejnovějším příkladem je odmítnutí při transplantaci orgánů a tkání. Ve skutečnosti to není chyba, ale vede to k velkým potížím při transplantaci orgánů.

Zveme vás, abyste se seznámili s řadou přístrojů ESMA pro medicínu.