Opracowania.pl PLUS:
Zaloguj się żeby dostać więcej

Odporność organizmu - Mechanizmy reakcji odpornościowej

W organizmie człowieka istnieje szereg zabezpieczeń chroniących przed wniknięciem chorobotwórczych czynników. Czynniki te, to przede wszystkim drobnoustroje, jak wirusy, bakterie, grzyby czy pierwotniaki. Czynnikami chorobotwórczymi są też pasożyty jelitowe, takie jak tasiemiec, glista czy owsiki. Czynniki chorobotwórcze nazywane są w medycynie patogenami.

UWAGA: Używa się terminu „czynniki chorobotwórcze”, a nie „organizmy chorobotwórcze”, gdyż wirusy nie są organizmami.

Nauka o reakcjach odpornościowych organizmu to immunologia.

Reakcje odpornościowe w organizmie są dwojakiego rodzaju:

Odpornośc:

Odporność nieswoista

Jest nazywana „pierwszą linią obrony organizmu”. Jej podstawowe zadanie to:

- nie dopuścić do wniknięcia patogenu do organizmu

lub, jeśli pokona bariery ochronne i wniknie, to:

- natychmiast unieszkodliwić i zlikwidować patogen, póki nie zdążył poczynić szkód w organizmie.

Mechanizmy działające w obrębie odporności nieswoistej

1. Skóra posiada zwartą strukturę, co stanowi doskonałą barierę mechaniczną, ponadto kwaśny odczyn potu jest zabójczy dla większości bakterii. Praktycznie tylko zranienie może umożliwić zarazkom wniknięcie do wnętrza organizmu przez skórę.

2. Błony śluzowe wyścielające układy pokarmowy czy oddechowy są łatwiejsze do sforsowania, ale i tu występuje zabezpieczenie w postaci enzymu o nazwie lizozym. Jest on obecny na powierzchni śluzówek, we łzach, ślinie, a jego rola polega na rozkładaniu ściany komórkowej większości bakterii.

3. Dla drobnoustrojów próbujących wniknąć do organizmu drogą pokarmową zabójcze jest niskie pH żołądka.

4. Pod powierzchnią skóry i błon śluzowych znajdują się spore ilości leukocytów, które w przypadku przeniknięcia czynnika chorobotwórczego zjadają go (fagocytują). Leukocyty te to neutrofile oraz makrofagi. Szczególnie te drugie mają zdolność pochłaniania ogromnych ilości „intruzów”, tym samym znacznie redukując ich ilość.

5. Komórki, które zostały zainfekowane wirusem wydzielają interferon. Jest to białko, które przenika do sąsiednich, jeszcze nie zakażonych komórek i tam, w razie ataku wirusa blokuje jego namnażanie.

Odporność swoista

Jeśli obcym czynnikom uda się pokonać nieswoiste bariery, uruchamiana zostaje „druga linia obrony”, stosowana przeciw konkretnemu czynnikowi chorobotwórczemu. Rozpoznanie rodzaju czynnika odbywa się na podstawie substancji znajdującej się na jego powierzchni, nazywanej antygenem. Substancja ta to najczęściej białko, ale może to być też inny związek organiczny.

Antygeny znajdują się na powierzchni wszystkich komórek, w każdym organizmie, a w przypadku wirusów, na powierzchni ich cząstek. Są pewnego rodzaju „wizytówką”, określająca przynależność komórki. System odpornościowy organizmu odróżnia własne antygeny od obcych i reaguje tylko na obecność tych drugich.

Antygeny nie muszą być bezpośrednio związane z czynnikiem chorobotwórczym - np. niektóre toksyny produkowane przez bakterie, albo jad żmii też zawierają antygeny. Zdarzają się także antygeny pochodzenia syntetycznego.

Antygeny to substancje zdolne do wywołania w organizmie reakcji odpornościowej.

Odpowiedź organizmu, będącą reakcją na wniknięcie antygenu nazywamy odpowiedzią immunologiczną.

Przebieg swoistej reakcji odpornościowej

1. Makrofagi, które stanowiły ostatnią barierę odporności nieswoistej i fagocytowały wnikające drobnoustroje, nie trawią ich w całości. Fragmenty niestrawione, zawierające antygeny, umieszczane są na zewnętrznej powierzchni błony komórkowej makrofaga. Mówimy, że makrofagi prezentują antygeny.

2. Inne białe krwinki, limfocyty, posiadają na swej powierzchni specjalne receptory, dzięki którym rozpoznają antygen. Rozpoznanie odbywa się na zasadzie wzajemnego dopasowania (zasada klucz - zamek). Ilość różnych receptorów jest ogromna, a poszczególne limfocyty posiadają różne ich rodzaje. Receptory pasujące do danego antygenu występują tylko na nielicznych limfocytach. Ustalenie, że prezentowany przez makrofag antygen jest „obcy” i uruchomienie odpowiedzi immunologicznej należy do limfocytów T pomocniczych (inaczej T-helper, w skrócie Th).

3. Pobudzone w wyniku kontaktu z antygenem limfocyty Th wydzielają interleukiny. Są to substancje, które oddziałują na pozostałe limfocyty: T cytotoksyczne (Tc) i B, prowadząc do ich intensywnego namnożenia. Pobudzeniu i namnożeniu ulegają tylko te limfocyty, które posiadają receptory pasujące do antygenu.

Limfocyty T pomocnicze (Th) są niezbędne do uruchomienia swoistej odpowiedzi immunologicznej, a podczas jej zachodzenia sterują jej przebiegiem.

4. Dalsza obrona idzie dwoma torami:

a) odpowiedź komórkowa - polega na zabiciu komórki posiadającej rozpoznane antygeny. Strategia ta może być stosowana wobec obcych komórek, ale częściej wykorzystywana jest przeciw komórkom własnego organizmu, które zostały zainfekowane wirusem albo uległy zmianie nowotworowej (na ich powierzchni pojawiają się wówczas nietypowe antygeny). Za ten rodzaj reakcji odpowiadają limfocyty T cytotoksyczne.

b) odpowiedź humoralna - polega na wytworzeniu przez limfocyty B przeciwciał wiążących antygeny.

Przeciwciała (inaczej immunoglobuliny) to białka, które mogą związać i zneutralizować antygen.

W praktyce przeciwciało jest identyczne z receptorem, który znajdował się na pobudzonym limfocycie B.

Każde przeciwciało pasuje tylko do jednego antygenu (jak klucz do zamka).

Ponieważ ilość antygenów mogących zagrozić organizmowi jest ogromna, musi istnieć możliwość wyprodukowania odpowiedniej ilości przeciwciał. Limfocyty B są potencjalnie zdolne do wyprodukowania 1018 różnych rodzajów przeciwciał - jest to ilość znacznie przekraczająca ilość antygenów, z jaką może się zetknąć człowiek nawet podczas najdłuższego życia.

Pobudzone limfocyty B rosną, a następnie intensywnie się dzielą, dając potomstwo klonów (czyli identycznych komórek), „posiadających przepis” na właściwe przeciwciało. Te limfocyty B, które przestają się już dzielić i rozpoczynają masową produkcję przeciwciał nazywamy plazmocytami. Część potomnych limfocytów nie produkuje przeciwciał, tylko przekształca się w tzw. komórki pamięci.

Mechanizm odpowiedzi immunologicznej. Makrofag pochłania obcą komórkę, na powierzchni której znajdują się antygeny. Makrofag prezentuje obce antygeny, wokół gromadzą się limfocyty z różnymi receptorami. Jeden z limfocytów rozpoznał obcy antygen - jego receptor pasuje do antygenu. Pobudzony limfocyt Th wydziela interleukiny i uaktywnia inne limfocyty posiadające ten sam receptor. Odpowiedź komórkowa, odpowiedź humoralna. Komórki pamięci, zabicie komórki posiadającej obce antygeny. Plazmocyty produkują przeciwciała, komórki pamięci, powstanie kompleksu antygen - przeciwciało prowadzi do unieszkodliwienia patogenu.

Głównym zadaniem swoistej odpowiedzi immunologicznej jest produkowanie przeciwciał skierowanych przeciwko określonemu antygenowi.

Utworzenie kompleksu przeciwciało-antygen uruchamia różne procesy prowadzące do zlikwidowania czynnika chorobotwórczego.

Zestawienie roli poszczególnych leukocytów w reakcji odpornościowej

Rodzaj leukocytów Rola w reakcji obronnej
granulocyty obojętnochłonne (neutrofile) Związane z odpornością nieswoistą, w której są na pierwszej linii obrony. Jako pierwsze pojawiają się np. w miejscu zranienia i pochłaniają wnikające patogeny. Mogą też szybko się namnażać.
kwasochłonne (eozynofile) Związane z odpornością nieswoistą, pojawiają się w zakażeniach przewlekłych, jako komórki wspomagające funkcjonowanie całego systemu. Uczestniczą w reakcjach alergicznych.
zasadochłonne (bazofile) Związane z odpornością nieswoistą, wspomagają działanie systemu odpornościowego, biorą udział w reakcjach alergicznych.
makrofagi Biorą udział w reakcjach nieswoistych poprzez pochłanianie ogromnej ilości patogenów, lub ich fragmentów, a także umożliwiają rozpoczęcie reakcji swoistej, dzięki prezentowaniu antygenów limfocytom.
limfocyty T pomocnicze (Th) Pełnią kluczową rolę w swoistej odpowiedzi immunologicznej, poprzez inicjowanie reakcji, sterowanie jej przebiegiem i koordynację pracy poszczególnych leukocytów (wszystko to dzięki wydzielaniu odpowiednich substancji chemicznych).
T cytotoksyczne (Tc) Zabijają komórki posiadające antygeny sklasyfikowane jako obce - odpowiedź komórkowa.
B Uczestniczą w odpowiedzi humoralnej - produkują przeciwciała (immunoglobuliny) wiążące antygeny. Niektóre przekształcają się w komórki pamięci.

Rodzaje odpowiedzi immunologicznej

Pierwotna odpowiedź immunologiczna to reakcja organizmu na pierwsze zetknięcie z antygenem. Czas potrzebny na znalezienie właściwego przeciwciała i uruchomienie reakcji odpornościowej jest wtedy dość długi - trwa kilka, a nawet kilkanaście dni. W tym czasie dochodzi do zachorowania.

Wtórna odpowiedź immunologiczna to reakcja będąca odpowiedzią na ponowny kontakt z antygenem. W organizmie krążą komórki pamięci z gotowym „przepisem na przeciwciało”. Dlatego reakcja rozpoczyna się bardzo szybko - do kilku godzin po wniknięciu antygenu. Również ilość produkowanych przeciwciał jest znacznie większa niż przy odpowiedzi pierwotnej. Dzięki temu przy ponownym kontakcie z tym samym antygenem nie dochodzi już do zachorowania.

Wykres zmiany ilości przeciwciał w pierwotnej i wtórnej odpowiedzi immunologicznej. Poziom przeciwciał, podanie antygenu, czas. 1 - pierwotna odpowiedź immunologiczna; poziom przeciwciał wzrasta dopiero po pewnym czasie. 2 - wtórna odpowiedź immunologiczna; poziom przeciwciał wzrasta zaraz po kontakcie z antygenem, osiąga wyższą wartość utrzymującą się przez dłuższy czas.

Sposoby nabywania odporności

Odporność bierna polega na dostarczeniu do organizmu gotowych przeciwciał przeciwko danemu antygenowi. Sposób ten daje co prawda szybką reakcję odpornościową, ale ilość przeciwciał szybko ulega wyczerpaniu i odporność zostaje utracona.

Odporność czynna polega na pobudzeniu organizmu do samodzielnej produkcji przeciwciał. Sposób ten jest powolny, ale nabyta ta drogą odporność, dzięki komórkom pamięci trwa całymi latami, nieraz całe życie.

Każdy z tych rodzajów odporności może być nabywany drogą naturalną lub sztuczną.

Sposób nabywania odporności Droga naturalna Droga sztuczna
czynnie Przechorowanie Szczepienie - polega na wprowadzeniu do organizmu osłabionych patogenów lub tylko ich antygenów i wywołaniu w ten sposób odpowiedzi immunologicznej.
biernie Zachodzi tylko u płodu, który otrzymuje przeciwciała z organizmu matki przez łożysko, oraz u niemowląt karmionych mlekiem matki (im dłużej karmione, tym więcej otrzymuje przeciwciał). Ilość przeciwciał, którą otrzymuje dziecko wystarcza mu do około 3-4 roku życia, potem zaczyna je produkować samodzielnie w miarę kontaktów z antygenami. Podanie surowicy krwi zawierającej określone przeciwciała. Sposób ten stosuje się w przypadkach gdy antygen, który wniknął do organizmu zagraża życiu człowieka - np. laseczki tężca lub jad żmii.

Wybierz szkołę

Szkoła
Na swoich stronach GRUPA INTERIA.PL Sp. z o.o. Sp.k. wykorzystuje wraz z innymi podmiotami pliki cookies (tzw. ciasteczka) i inne technologie m.in. w celach statystycznych i reklamowych. Korzystając z naszych stron bez zmiany ustawień przeglądarki będą one zapisane w pamięci urządzenia. Kliknij, aby dowiedzieć się więcej, w tym jak zarządzać plikami cookies. Zamknij