Imuninė sistema

Šį straipsnį yra pasiūlyta išskirti į du ar daugiau straipsnių! Neakivaizdžias priežastis, dėl kurių palikta ši žymė, galite sužinoti ir aptarti aptarime (papildomos informacijos gali būti istorijoje).

'Šį puslapį ar jo dalį reikia sutvarkyti pagal Vikipedijos standartus – Straipsniai Limfinė sistema, Imunitetas, Imuninė sistema kartoja tą pačią informaciją. Kryžminės nuorodos nevienareikšmės, netvarkingos. Straipsniai apie blužnį, tarpuplaučio liauką, kaulų čiulpus, kitus juose minimus imuninės - limfinės sistemos organus irgi atkartoja informaciją ir yra nepilni. Šiuos visus straipsnius reikia apjungti ir sudėlioti informaciją kur priklauso, sutvarkyti vidines nuorodas, suvienodinti terminologiją' Jei galite, sutvarkykite.

Skenuojančio elektroninio mikroskopo nuotrauka. Matomas neutrofilas (geltonas), praryjantis juodligės bakteriją (oranžinė).

Imuninė sistema – žmogaus ir kitų gyvūnų organų ir audinių sistema, apsauganti organizmą nuo kenksmingų mikroorganizmų, svetimų baltymų ir kitokių svetimkūnių. Imuninės sistemos ląstelės taip pat padeda atsikratyti užkrėstų, senų ar sergančių organizmo ląstelių, įskaitant vėžines ląsteles. Kartais apsaugos mechanizmas sugenda ir imunitetas puola savo organizmo ląsteles. Šis atvejis vadinamas autoimunine liga. Jos pavyzdžiai yra šie: išsėtinė sklerozė, sisteminė raudonoji vilkligė ir kai kurios diabeto formos. Alergija tai yra kitas atvejis, kai imunitetas reaguoja į nereikšmingas ir paprastas medžiagas, vadinamas alergenais.

Pagrindinės imuninės sistemos dalys:

• Apsauginiai (mechaniniai) barjerai
• Kraujas
• Limfa
• Limfiniai audiniai
• Kaulų čiulpai
• Užkrūčio liauka (čiobrialiaukė)
• Blužnis
• Tonzilės

Imunologijos istorija

Imunologija – mokslas, tiriantis imuninės sistemos sandarą bei funkcijas. Imunitetas pirmą kartą paminėtas 430m. pr. Kr., maro Atėnuose metu. Tukididas iš Atėnų pastebėjo, jog žmonės, kurie pasveiko nuo praeito ligos protrūkio, galėjo slaugyti sergančiuosius, patys antra kartą nebesusirgdami. XVIIIa. Pjeras Luisas Mopertis atliko eksperimentus su skorpijono nuodais ir pastebėjo, kad kai kurie šunys ir pelės buvo jiems atsparūs. Šiuos bei kitus įgyto imuniteto pastebėjimus vėliau panaudojo Luji Pasteras, kurdamas skiepų technologiją bei mikrobinę ligų teoriją. L. Pastero teorija paneigė kitas tuometines ligų teorijas, pavyzdžiui, “miazmos” (žalingų garų arba blogo oro) teoriją. Tačiau 1891m. Robertas Kochas įrodė, kad infekcines ligas sukelia mikroorganizmai, ir už tai 1905m. buvo apdovanotas Nobelio premija. 1901m., kuomet Volteris Rydas atrado geltonosios karštinės virusą, buvo patvirtinta, jog virusai yra žmogaus patogenai. Iki XIXa. pab. imunologija padarė didžiulę pažangą sparčiai vystantis humoralinio ir ląstelinio imuniteto mokslams. Ypatingai svarbus buvo Polo Erlicho darbas, kuriame pateikta antigenų ir antikunų reakcijos specifiškumą paaiškinanti teorija. Šis indėlis, prisidedantis prie humoralinio imuniteto aiškinimo, buvo pastebėtas ir 1908m. apdovanotas Nobelio premija, kartu apdovanojant ir ląstelinio imuniteto atradėją I.Mečnikovą.

Baltosios kraujo ląstelės

Vienos svarbiausių imuninės sistemos veikloje yra baltosios kraujo ląstelės (leukocitai):

• Neutrofilai
• Bazofilai
• Eozinofilai
• Monocitai ir Makrofagai
• Dendritinės ląstelės

ir

• Limfocitai, dar skirstomi į:
  • B ląsteles
  • T ląsteles
  • Natūralios žudikės

Be baltujų kraujo ląstelių, trombocitai taip pat labai svarbus imuninei organizmo apsaugai užtikrinti. Kartu su fibroblastais trombocitai padeda užtraukti žaizdas ir užkirsti kelią į organizmą plūstantiems patogenams.

Leukocitai, kaip ir kitos kraujo ląstelės, yra gaminamos raudonuosiuose kaulų čiulpuose iš tų pačių kamieninių ląstelių.

Neutrofilai, makrofagai ir eozinofilai veikia kaip fagocituojančios ląstelės, kurios „praryja“ į organizmą patekusius svetimkūnius, negyvas ar pažeistas ląsteles. Makrofagai ir monocitai iš kaulų čiulpų keliauja tiesiai į viso organizmo audinius, kur jie patys pirmieji susiduria su svetimkūniais (monocitai, reikalui esant diferencijuoja į makrofagus). Makrofagai atpažįsta išskirtinias daleles ant bakterijų ir kitų mikroorganizmų paviršiaus, todėl aptikę svetimkūnį greitai jį fagocituoja ir sunaikina. Taip pat makrofagai siunčia aktyvuojančius signalus T ląstelėms taip „įjugdami“ aktyvų imunitetą. Panašiai veikia ir neutrofilai, tačiau jie cirkuliuoja kraujyje, kol gauna signalus migruoti į infekcijos regionus. Eozinofilai taip pat fagocituoja svetimkūnius, tačiau tik tuos, kurie jaau pažymėti limfocitų išskirtais antikūnais.

Bazofilai atsakingi už normalų kraujo krešėjimą. Jų dėka esant išoriniams kūno pažeidimams greitai užkertamas kelias infekcijoms patekti į organizmą.

Limfocitai – labiausiai specializuotos imuninės sistemos ląstelės. Jų būna trejopų: B, T limfocitai ir taip vadinamos natūralios žudikės (angl. natural killer cells (NK cells)). T ląstelės atpažįsta ir sunaikina svetimus antigenus; B ląstelės gamina antikūnius skirtingiems antigenams; ląstelės žudikės sunaikina svetimas ląsteles suardydamos jų membraną.

Imuninės sistemos organai ir audiniai

Apsauginiai (mechaniniai) barjerai

Apsauginiai (mechaniniai) barjerai - organizmo ląstelės ir audiniai , kurie saugo nuo mikroorganizmų įsiskverbimo į audinius arba trukdo jiems išplisti. Sąlygiškai skiriami išoriniai ir vidiniai barjerai. Išoriniai barjerai: oda, akių, nosies, burnos ertmės, skrandžio ir kitų organų gleivinė, dėl turimos hialurono rūgšties, lizocimo, betalizino ir kt. saugo organizmo audinius nuo mikroorganizmų įsiskverbimo. Vidiniai barjerai: limfa, limfiniai audiniai, limfoidiniai telkiniai, blužnis.

Limfa ir jos audiniai

Limfa surenka audinių skysčio perteklių kartu su jame esančiais svetimkūniais. Tai papildoma apsauga nuo užkrato. Limfagyslėmis skysčiai patenka į limfmazgius, kuriuose gausu limfocitų.

Limfmazgiai – (nodi lymphatici) mazgo pjūvyje gerai matomos tamsesnė žievinė ir šerdinė medžiagos. Šias medžiagas sudaro lifoidinis audinys. Žievinėje medžiagoje yra daug limfocitų. Limfmazgiai veikti kaip limfos filtras. Limfmazgiai yra randami visame organizme. Jie daugiausia sudaryti iš T ląstelių, B ląstelių, dendritinių ląstelių ir makrofagų ir į šiuos mazgus nuteka skysčiai iš beveik viso žmogaus organizmo. Limfmazgiuose antigenai yra filtruojami iš limfos, o jau filtruota limfa grįžta į apytaką. Panašiai kaip blužnyje, makrofagų ir dendritinės ląstelės, surinkusios antigenus, perduoda svetimkūnius T ir B ląstelėms, prasideda imuninis atsakas.

Blužnis

Blužnis – maišelis pilvo ertmėje šalia skrandžio. Šis organas – baltujų kraujo kūnelių talpykla; esant infekcijai iš blužnies išleidžiami limfocitai imasi priemonių ją pašalinti. Tai yra imuninės sistemos organas, sudarytas iš T-ląstelių, B-ląstelių, NK ląstelių, makrofagų, dendritinių ląstelių ir raudonųjų kraujo kūnelių. Blužnis veikia kaip kraujo filtras ir sugauna antigenus (pašalines medžiagas) iš kraujo, tekančio pro blužnį. Kai makrofagai ir dendritinės ląstelės per kraują atneša antigenus į blužnį, B ląstelės, esančios blužnyje, aktyvuojasi ir gamina didelius antikūnų kiekius. Blužnis taip pat yra vieta, kurioje sunaikinami seni raudonieji kraujo kūneliai.

Blužnies pašalinimas iš organizmo neturi ypatingų pasekmių, tačiau imuninis atsakas esant užkratui tampa silpnesnis.

Užkrūčio liauka

Užkrūčio liauka arba čiobrialiaukė (angl. thymus gland) randama krūtinės ląstoje netoli širdies. Šis organas – svarbi T limfocitų brandinimo vieta. Nors šios ląstelės, kaip ir kiti baltieji kraujo kūneliai gaminamos raudonuosiuose kaulų čiulpuose, tačiau savo savybes įgija būtent šioje liaukoje. Užkrūčio liauka gamina imuninės sistemos ląsteles arba limfocitus. Ši plokčia, dviskiltė liauka yra viršutiniame krūtinės regione, virš širdies. Ji aktyviausiai gamina limfocitus kol organizmas yra dar vaikas. Čiobrialiaukės pagrindinė funkcija yra gaminti brandžias T-ląsteles. Nesubrendusios ląstelės, pagaminami kaulų čiulpuose, migruoja į užkrūčio liauką, kur vyksta brandinimo procesas. Šis procesas išskiria į kraują tik naudingas T ląsteles, o ląstelės, kurios susijusios su neigiama autoimunine reakcija yra sunaikinamos.

Kaulų čiulpai

Nors kaulų čiulpai nėra organas, tačiau jie yra gyvybiškai svarbūs žmogaus imunitetui. Visos žmogaus imuninės sistemos ląstelės formuojasi kaulų čiulpuose kraujodaros proceso metu. Kaulų čiulpai yra atsakingas už svarbių imuninės sistemos ląstelių, pavyzdžiui, B ląstelių, granulocitų ir NK ląstelių gamybai. Jie taip pat gamina raudonuosius kraujo kūnelius ir trombocitus.

Kraujas

Kraujyje cirkuliuoja įvairios ląstelės, tarp jų T ir B limfocitai, trombocitai, eozonofilai, bazofilai, monocitai, turinčios tam tikrą svarbą imunitetui.

Tonzilės

Tonzilės turi tam tikrų ypatybių, būdingų tiek centriniams, tiek periferiniams limfoidiniams organams. Jos turi imuninę reikšmę burnai, nosiaryklei ir viršutiniams kvėpavimo takams apsaugoti.

Lygmeninė apsauga

Imuninė sistema augančiu specifiškumu apsaugo organizmus nuo infekcijų. Fiziologiniai barjerai apsaugo nuo tokių patogenų, kaip bakterijos ar virusai, patekimo į organizmą. Jei patogenai pralaužia šiuos barjerus, įgimtas imunitetas sukelia skubų, tačiau nespecifinį atsaką. Įgimtas imunitetas pasireiškia visuose augaluose ir gyvūnuose. Jei patogenams pavyksta išvengti įgimtos reakcijos, stuburiniai įgauna antro lygmens apsaugą – įgytą imuniteta, kurį suaktyvina įgimtas atsakas. Imuninė sistema infekcijos metu pritaiko atsaką, kad pagerintų patogenų atpažinimą. Po to, kai patogenas yra pašalinamas, šis pagerintas atsakas išsaugomas imunologinėje atmintyje. Tai leidžia įgytam imunitetui greičiau ir stipriau kovoti su patogenais, kiekvieną kartą jiems patekus į organizmą. Tiek įgimtas, tiek įgytas imunitetas priklauso nuo imuninės sitemos sugebėjimo atskirti savas ir svetimas molekules. Imunologijoje “savos” molekulės, yra tos organizmo medžiagos, kurias imuninė sistema gali atskirti nuo svetimų. Priešingai, “svetimos” molekulės yra tos, kurias pastebi kaip pašalines. Viena grupė svetimkūnių yra vadinama antigenais (angl. Antibody generators – antikūnų gamintojai). Tai medžiagos, kurios prisijungia prie specifinių imuninių receptorių, taip sukeldamos imuninį atsaką.

Įgimtas imunitetas

Į organizmą patekę mikroorganizmai ir toksinai susiduria su ląstelėmis ir įgimtu imunitetu. Įgimtas atsakas dažniausiai sukeliamas tada, kai atpažinimo receptoriai, kurie pastebi didelėse mikroorganizmų grupėse saugomus junginius, atpažįsta mikroorganizmus arba kuomet pažeistos ląstelės siunčia signalus ir juos (tačiau ne visus) pastebi tokie patys receptoriai, kaip ir tie, kurie atpažįsta patogenus. Įgimto imuniteto gynyba yra nespecifinė, tai reiškia, kad atsakas į įvairius patogenus yra bendras. Tokia sistema nesudaro ilgai išliekančio imuniteto prieš patogenus. Įgimtas imunitetas yra labiausiai paplitusi gynybos forma daugumoje organizmų.

Komplemento sistema

Komplemento sistema yra biocheminė pakopa, kuri veikia svetimkūnių paviršius. Ją sudaro virš 20 skirtingų baltymų ir yra taip vadinama dėl gebėjimo “komplektuoti” patogenų naikinimą, kurį atlieka antikūnai. Komplementas yra svarbiausia humoralinė įgimto imuniteto dalis. Daugelis rūšių, pavyzdžiui, augalai, žuvys, kai kurie bestuburiai, taip pat turi komplemento sistemas.

Žmogaus organizme šį atsaką sukelia komplementari jungtis su antikūnais, kurie yra prisijungę prie mikroorganizmų, arba jungtis tarp komplemento baltymų ir angliavandenių, esančių mikroorganizmų paviršiuje. Toks atpažinimas sukelia greito naikinimo atsaką. Atsako greitis yra signalo didinimo, kuris sukelia tolimesnę proteolitinę komplemento molekulių (proteazių) aktyvaciją, rezultatas. Kai komplemento baltymai iš pradžių jungiasi su mikroorganizmu, jie suaktyvina proteazės veikimą, o ši paskatina kitų komplemento proteazių veiklą, kurios paskatina tolesnį jų veikimą. Visa tai sukuria katalizinę pakopą, kuri padidina pradinį signalą, paremtą teigiamu grįžtamuoju ryšiu. Ši pakopa sukelia peptidų, pritraukiančių imunines ląsteles, gamybą, padidina kraujagyslių sienelių pralaidumą ir padengdama patogenų paviršių pažymi juos sunaikinimui. Komplemento dalys taip pat gali sunaikinti ląstelę, pažeisdamos jos plazminę membraną.

Ląstelinis barjeras

Leukocitai (baltieji kraujo kūneliai) veikia kaip savarankiški, vienaląsčiai organizmai ir yra antra įgimto imuniteto šaka. Leukocitams priskiriami fagocitai (makrofagocitai, neutrofilai ir dendritinės ląstelės), putliosios ląstelės, eozinofilai, bazofilai ir NK ląstelės (natūraliosios žudikės). Šios ląstelės atpažįsta ir pašalina patogenus, kontaktuojant užpuldamos didesnius patogenus arba apimdamos ir prarydamos mikroorganizmus. Įgimtos ląstelės taip pat yra svarbūs mediatoriai įgyto imuniteto suformavimui.

Fagocitozė yra svarbus ląstelinio įgimto imuniteto požymis, būdingas ląstelėms, vadinamoms fagocitais, kurios patogenus arba daleles apima ir praryja. Fagocitai dažniausiai keliauja po organizmą ieškodami patogenų, tačiau dėl citokinų gali apsistoti tam tikrose vietose. Kai tik fagocitas apima patogeną, šis įstringa viduląstelinėje pūslelėje, vadinamoje fagosoma, kuri vėliau susijungia su kita pūslele – lizosoma, taip kartu sudarydamos fagolizosomą. Virškinimo fermentai arba laisvųjų radikalų išlaisvinimas į fagolizosomas oksidacinio “pliūpsnio” metu taip pat sunaikina patogenus. Fagocitozė buvo kaip priemonė maisto medžiagoms gauti, tačiau ši funkcija išsiplėtė iki apsauginio mechanizmo vaidmens. Fagocitozė tikriausiai yra seniausios vidinės apsaugos pavyzdys nuo tada, kai fagocitų buvo atrasta stuburiniuose ir bestuburiuose gyvūnuose.

Neutrofilai ir makrofagocitai yra tokie fagocitai, kurie keliauja po kūną, ieškodami įsiveržusių patogenų. Neutrofilų randama kraujotakos sistemoje ir jie sudaro didžiają dalį fagocitų (normaliomis sąlygomis sudaro 50%-60% visų kraujyje cirkuliuojančių leukocitų). Uždegimo, kurį sukelia bakterinė infekcija, ūmaus tarpsnio metu, neutrofilai persikelia į uždegimo vietą (toks judėjimas vadinamas chemotaksiu) ir jie dažniausiai yra pirmosios į infekcijos vietą atvykusios ląstelės. Makrofagocitai yra universalios ląstelės, kurių yra audiniuose ir kurios gamina daugybę cheminių medžiagų: fermentus, komplemento baltymus bei reguliavimo faktorius, pavyzdžiui, interleukiną-1. Makrofagocitai taip pat pašalina iš organizmo nusidevėjusias ląsteles bei veikia kaip antigeną pateikiančios ląstelės, taip formuodami įgyta imunitetą.

Dendritinės ląstelės – fagocitai esantys audiniuose, besiliečiančiuose su aplinka. Todėl dažniausiai jos išsidėsto odoje, nosyje, plaučiuose, skrandyje ir žarnyne. Jos taip vadinamos dėl panašumo į neuronų dendritus, nes taip pat turi daug keterinių iškyšulių, tačiau dendritinės ląstelės nėra susijusios su nervų sistema. Dendritinės ląstelės yra tarsi jungtis tarp organizmo audinių ir įgimto bei įgyto imuniteto, pateikdamos antigenus T limfocitams, kurie yra vieni svarbiausių įgyto imuniteto ląstelių tipų.

Putliųjų ląstelių, kurios reguliuoja uždegimines reakcijas, yra jungiamuosiuose audiniuose bei gleivinėse. Dažniausiai jos yra susijusios su alergijomis ir anafilaksija. Bazofilai ir eozinofilai yra panašūs į neutrofilus. Jie išskiria cheminius mediatorius, susijusius su apsauga nuo parazitų bei atliekančius svarbų vaidmenį tokiose alerginėse reakcijose kaip astma. NK ląstelės – tai leukocitai, kurie puola ir sunaikina vėžines bei virusų užkrėstas ląsteles.

Natūraliosios žudikės arba NK ląstelės yra įgimto imuniteto dalis, kuri tiesiogiai nepuola įsiveržusių mikrobų. NK ląstelės sunaikina pavojingas šeimininko ląsteles, pavyzdžiui, vėžines ar virusų užkrėstas ląsteles), kuomet tokias ląsteles pastebi tam tikroje būsenoje, vadinamoje “dingimo” būklėje. Taip apibūdinamos ląstelės, kurios turi mažai ląstelės paviršiaus žymenų, vadinamų didžiuoju audinių suderinamumo kompleksu (MHC). Tai gali nutikti dėl virusinių infekcijų šeimininko ląstelėse. Šios ląstelės vadinamos “natūraliosiomis žudikėmis” dėl pirminio suvokimo, jog joms nereikia aktyvacijos, kad galėtų sunaikinti “dingusias” ląsteles. Daugelį metų buvo neaišku, kaip NK ląstelės atpažįsta vėžines bei užkrėstas ląsteles. Tačiau dabar yra žinoma, kad tų ląstelių paviršiuje esančio MHC struktūra yra pakeista, todėl NK ląstelės, atpažindamos “dingusias” ląsteles, pačios tampa suaktyvintomis. Sveikų kūno ląstelių NK ląstelės neatpažįsta ir nepuola, nes jose pasireiškia nepažeisti MHC antigenai. Šiuos MHC antigenus atpažįsta ląstelių žudikių imunoglobulino receptoriai (KIR), kurie iš esmės pristabdo NK ląsteles.

Šaltiniai

• Valerie C. Scanlon, Tina Sanders (2007). Essentials of Anatomy and Physiology (5th ed.). F. A. Davis Company, Philadelphia
• Peter Parham (2009). The immune system (3rd ed.). Garland Science, London