Imunitný systém

AUTOR: Denisa Marcišová

Pojem imunita vyjadruje schopnosť organizmu reagovať na antigén imunitnou odpoveďou, ktorej výsledkom je jeho likvidácia. Antigény sú teda cudzorodé látky schopné navodiť v organizme imunitnú odpoveď. Imunitný systém tvoria orgány, tkanivá, bunky a molekuly, ktoré zabezpečujú ochranu organizmu.

Tkanivá a orgány patriace k imunitnému systému

Koža zabezpečuje prvú obrannú líniu, pretože tvorí prirodzenú anatomickú bariéru. Nachádzajú sa tu lymfocyty a Langerhansove bunky (dendritové bunky, ktoré pohltia antigén a dopravia ho do najbližších lymfatických uzlín. Sliznice oddeľujú vonkajšie prostredie od vnútorného. Majú obrovskú plochu, a preto sú hlavnou bránou vstupu cudzorodých častíc. Imunitný systém slizníc je relatívne nezávislý od systémového, preto sa slizničný imunitný systém označuje ako MALT (angl. mucosa associated lymphatic tissue), skrátene mukózna membrána.

Imunitný systém je z morfologického hľadiska difúzny orgán vážiaci asi 1 kg. Bunky imunitného systému cirkulujú v krvi a lymfe (miazge) alebo sa nachádzajú v organizovaných tkanivách a orgánoch. Tieto delíme na primárne lymfatické orgány, kde lymfocyty vznikajú a dozrievajú (kostná dreň a detská žľaza, Fabriciova burza) a sekundárne lymfatické orgány, kde bunky prichádzajú do kontaktu s antigénom (slezina, lymfatické uzliny, Peyerove plaky v tenkom čreve, slepé črevo).

Primárne lymfatické orgány

Kostná dreň (medulla ossium) je tkanivo, ktoré vypĺňa centrálnu dutinu a trámce kostí. Najdôležitejšia je červená kostná dreň, ktorá predstavuje krvotvorné tkanivo. Obsahuje krvotvorné bunky a podporné bunky (tukové, endotelové bunky, fibroblasty, makrofágy). V dospelosti sa nachádza v plochých a krátkych kostiach a v epifýzach dlhých kostí. Vyvíjajú sa tu všetky krvné bunky a u človeka tu dozrievajú B-lymfocyty.

Týmus, detská žľaza (thymus) je dvojlaločný orgán uložený v medzipľúcii. Najlepšie je vyvinutý v detstve, vekom zakrpatieva (atrofuje) a funkčné tkanivo sa nahrádza tukovými bunkami. Dozrievajú tu T-lymfocyty (odtiaľ pochádza ich názov), ktoré získavajú imunitnú toleranciu, čiže schopnosť rozoznávať vlastné antigény od cudzích. Pri poruche imunitnej tolerancie vznikajú závažné autoimunitné ochorenia, kedy vlastný imunitný systém ničí bunky tela.

Fabriciova burza (bursa Fabricii) je orgán u vtákov umiestnený pri kloake, kde dozrievajú B-lymfocyty (odtiaľ pochádza ich názov).

Sekundárne lymfatické orgány

Slezina (lien, splenis) je umiestnená v ľavej hornej časti brušnej dutiny. Tvoria ju biele ostrovčeky lymfatického tkaniva, ktoré je popretkávané krvnými kapilárami. V slezine sa zachytávajú a odstraňujú staré a poškodené erytrocyty. Je to imunologický filter krvi.

Lymfatické uzliny (nodi lymphatici) sú malé zhluky lymfoidného tkaniva umiestnené pozdĺž lymfatických ciev v celom organizme. Väčšina orgánov má lymfatickú drenáž. V uzlinách sa kontroluje lymfa, či sa v nej nenachádza antigén. Ak sa v uzline antigén objaví, bunky začnú proliferovať a uzlina zdurí.

Bunky imunitného systému

Granulocyty sa vyvíjajú v kostnej dreni. V cytoplazme majú veľa granúl a ich jadro je členité, preto sa nazývajú aj polymorfonukleárne.

  1. Neutrofily pohlcujú (fagocytujú) baktérie a tvoria chemické látky, ktoré ich ničia. Tvoria vyše polovicu všetkých bielych krviniek nachádzajúcich sa v krvi.
  2. Eozinofily, okrem iného, tlmia účinok histamínu, látky, ktorá sa uvoľňuje pri reakciách protilátok s antigénmi, a ktorá môže vo väčšom množstve vyvolať alergickú reakciu. Ich hlavná úloha je však boj proti parazitom a miesto pôsobenia v okolitých tkanivách, nie priamo v krvi.
  3. Bazofily tvoria približne iba 1% všetkých bielych krviniek. Produkujú heparín, ktorý zabraňuje zrážaniu krvi vnútri krvných ciev.

Žírne bunky (mastocyty) sa v krvi nenachádzajú a nie sú totožné s bazofilmi napriek podobným vlastnostiam. Nachádzajú sa v spojivovom tkanive.

Mononukleofagocytárny systém tvoria bunky, ktoré sa vo všeobecnosti označujú ako makrofágy. Majú rovnaký pôvod aj funkciu. Nezrelé makrofágy v krvnom obehu sa označujú ako monocyty. Makrofágy sa môžu deliť a plnia funkcie špecifickej aj nešpecifickej imunity (fagocytujú a syntetizujú účinné látky).

Dendritové bunky majú dlhé výbežky podobné dendritom neurónov. Pôsobia ako antigén-prezentujúce bunky.

Lymfocyty zabezpečujú špecifickú imunitu. Patria k nim:

  1. B-lymfocyty zabezpečujú protilátkovú odpoveď. V elektrónovom mikroskope sú viditeľné početné výbežky, preto sa označujú ako vlasaté bunky.
  2. T-lymfocyty zabezpečujú bunkovú imunitu (cytotoxické T-lymfocyty) a regulujú a sprostredkúvajú imunitnú odpoveď (pomocné T-lymfocyty).

Samostatnú populáciu buniek predstavujú NK bunky (angl. natural killers). Likvidujú bunky infikované vírusmi a nádorové bunky.

Nešpecifická imunita

Nešpecifická imunita predstavuje prirodzenú odolnosť organizmu proti pôvodcom infekcií a iným cudzorodým bunkám. Ontogeneticky aj fylogeneticky je staršia ako špecifická imunita. Jej výhodou je rýchly nástup efektorových funkcií, nevýhodou je stereotypná odpoveď (nemá pamäť a pri druhom stretnutí s antigénom reaguje rovnako ako po prvýkrát). Nešpecifickú imunitu reprezentujú dve zložky:

  1. humorálna zložka - komplement
  2. bunková zložka - bunky schopné fagocytózy

Komplement

Je to súbor viac ako 30 glykoproteínov, ktoré sa nachádzajú v krvnej plazme, v telových tekutinách a na povrchu niektorých buniek. Väčšina zložiek komplementu sa syntetizuje v pečeni, časť produkujú aj makrofágy, monocyty, neutrofily, fibroblasty.

Zložky tohto systému sa syntetizujú ako neaktívne prekurzory, aby sa predišlo napadnutiu vlastného tkaniva, pretože komplement neodlišuje vlastné od nevlastného. Poznáme tri cesty aktivácie komplementu:

  1. klasická cesta - aktivuje sa pomocou imunokomplexov (antigén + naviazaná protilátka) IgG a IgM
  2. lektínová cesta - aktivujú ju povrchy baktérií a kvasiniek
  3. alternatívna cesta - aktivujú ju bakteriálne polysacharidy, špecifické molekuly rôznych baktérií, nádorové bunky, heterogénne erytrocyty

Všetky cesty aktivácie vytvárajú biologický "vodopád" (kaskádovité reakcie riadenej proteolýzy), ktoré vedú k vytvoreniu kanálov v terčových bunkách, čím porušujú ich osmotickú rovnováhu a spôsobujú ich zánik. Okrem toho fragmenty komplementu pôsobia ako opsoníny a chemotaxíny a podporujú fagocytózu.

Fagocytóza ako nástroj imunitného systému

Vo všeobecnosti je fagocytóza spôsobom prijímania tuhých látok do bunky. V imunitnom systéme má nezastupiteľnú úlohu. Bunky schopné fagocytózy sú hlavným efektorom voči extracelulárne parazitujúcim baktériám. Majú schopnosť prenikať z krvných vlásočníc do okolitých tkanív, čo označujeme pojmom diapedéza.

Proces fagocytózy zahŕňa 4 kroky:

  1. Chemotaxia je usmernený pohyb fagocytujúcich buniek v smere koncentračného gradientu látok s chemotaktickou aktivitou (chemotaxíny), napr. zložky komplementu, interleukíny 1 a 8, leukotriény.
  2. Opsonizácia je proces, keď sa na povrch častice nadväzujú vysokomolekulové látky zvané opsoníny (protilátky, zložky komplementu). Týmto spôsobom prebieha "značkovanie" častíc (alebo väčších štruktúr), ktoré majú byť fagocytujúcimi bunkami pohltené a zneškodnené.
  3. Ingescia znamená pohltenie častice do bunky. Bunka vytvorí pseudopódie a tak obalí časticu. Vo vnútri bunky sa tento útvar nazýva fagozóm.
  4. Deštrukcia prebieha v cytoplazme, fagozóm (pohltená častica obalená membránou) sa s spojí s lyzozómom a vznikne fagolyzozóm. Tu sa tvoria voľné radikály (singletový vodík, hydroxylový radikál) a chlórnany, ktoré atakujú baktérie, resp. obsah fagozómu. Deštrukcia môže prebiehať aj iným spôsobom: lyzozým rozkladá bunkovú stenu baktérií, laktoferín viaže železo (rastový faktor baktérií), defenzíny vytvárajú otvory v membránach a poškodzujú DNA.

Podľa morfológie buniek rozlišujeme:

  • mikrofágy
  • makrofágy

Podľa pôvodu ich delíme na:

  • myeloidný systém
  • mononukleofagocytárny systém

Myeloidný systém

Bunky myeloidného systému označujeme aj ako polymorfonukleárne podľa členitého jadra. Schopnosť fagocytózy majú neutrofily a eozinofily.

Mononukleofagocytárny systém

Bunky mononukleofagocytárneho systému sa označujú ako makrofágy. Ich pôvod je v kostnej dreni, kde sa vyvíjajú z promonocytu, ten sa diferencuje na monocyt. Monocyt je nezrelá bunka v krvnom riečisku. Neskôr sa diferencuje na makrofág. Makrofágy sa nachádzajú v celom organizme. Fagocytóza makrofágmi sa podobá fagocytóze pri neutrofiloch. Do zápalového ložiska prichádzajú až po neutrofiloch. Neutrofily pri svojom rozklade uvoľňujú kolagenázu, ktorá štiepi tkanivo a tieto fragmenty pôsobia chemotakticky na makrofágy.

Makrofágy sú nevyhnutné aj na hojenie rán. Usmrcujú a pohlcujú baktérie, syntetizujú elastázu a kolagenázu, enzýmy, ktoré rozkladajú spojivové tkanivo. Hneď ako sa poškodené tkanivo odstráni, podieľajú sa na jeho remodelácii. Syntetizujú rastový faktor pre fibroblasty a podporujú rast nových ciev.

Špecifická imunita

Fylogeneticky aj ontogeneticky je mladšia. Vo fylogenéze sa objavuje až u rýb. Ako špecifická sa označuje preto, lebo reaguje len s tým antigénom, ktorý vyvolal jej vznik. Má humorálnu aj bunkovú zložku. Oproti nešpecifickej imunite má výhodu imunitnej pamäti, tzn. že druhé stretnutie s antigénom vyvolá rýchlejšiu a silnejšiu imunitnú odpoveď. Toto je podkladom pre očkovanie. Špecifická imunita usmerňuje a zosilňuje zložky nešpecifickej imunity.

Špecifická imunita je uskutočňovaná zložitými dejmi, v ktorých sú rozhodujúce biele krvinky - lymfocyty. Podľa spôsobu vzniku a funkcie ich rozdeľujeme na dva druhy:

  1. B-lymfocyty - vykonávajú protilátkovú obranu
  2. T-lymfocyty - vykonávajú bunkovú ochranu

B-lymfocyty

Stykom s antigénom, ktorý prenikol do tela, aktivujú sa, premieňajú sa na plazmatické bunky a vytvárajú protilátky bielkovinového charakteru - imunoglobulíny. Tie cirkulujú v krvi a dostávajú sa do rôznych telových sekrétov. Protilátky antigén viažu a zneškodňujú. Ak sa stretne organizmus s tým istým antigénom druhýkrát, tvoria sa protilátky rýchlejšie a vo väčšom množstve. Protilátková imunita má pre špecifickú obranu organizmu proti infekcii zásadný význam.

Imunoglobulíny

Produkujú ich plazmatické bunky, ktoré sa diferencujú z aktivovaných B-lymfocytov, tzn. B-lymfocytov došlých ku styku s príslušným antigénom. Molekula imnunoglobulínu je glykoproteín tvaru Y, ktorý je tvorený dvoma ľahkými a dvoma ťažkými polypeptidovými reťazcami. U ľudí rozlišuje 5 hlavných tried:

  1. IgM vznikajú ako prvé počas imunitnej odpovede aj u plodu
  2. IgG vznikajú pri sekundárnej imunitnej odpovedi, ako jediné majú schopnosť prechádzať placentou
  3. IgA sa nachádza hlavne na povrchu slizníc a v rôznych sekrétoch, kde bráni vniknutiu infekčných častíc do organizmu
  4. IgE je zapojený do alergických reakcií a boja s parazitmi
  5. IgD sa nachádza aj v slzách, ale jeho hlavná funkcia je receptorová, nachádza sa na B lymfocytoch

T-lymfocyty

Sú to bunky zabezpečujúce bunkovú špecifickú imunitu. Delíme ich na:

  1. Pomocné T-lymfocyty rozpoznávajú antigén a aktivujú B-lymfocyty, ktoré začínajú produkovať protilátky. Tieto bunky sú nevyhnutné pre chod celého imunitného systému. Vlastnia znak CD4 (receptor), kam sa viaže napr. vírus HIV. Pri AIDS sa postupne znižujú počty týchto buniek a imunitný systém infikovaného jedinca sa rúca a nedokáže sa brániť žiadnej infekcii ani nedokáže zneškodniť sporadicky sa vyskytujúce bunky s rakovinovým fenotypom. Chorí na AIDS zvyčajne umierajú na zápal pľúc.
  2. Cytotoxické T-lymfocyty majú schopnosť deštruovať terčové bunky, ktoré nesú príslušný antigén. Jedná sa o vírusom napadnuté bunky a nádorové bunky.

Alergia a imunizácia

Antigén môže v citlivom organizme spôsobiť tzv. precitlivenosť, ktorá sa prejavuje rozličnými príznakmi, ako sú kožné zmeny (napr. žihľavka), kŕč priedušničiek (astma) a pod. Hovoríme o alergii. Alergie vznikajú v disponovanom organizme väčšinou vdýchnutím určitých látok - tzv. alergénov (napr. peľu z rastlín, srsti domácich zvierat - najmä mačiek), ich požitím (niektoré ovocie, ryby, vajcia, strukoviny, oriešky, lieky - napr. penicilín) alebo aj dotykom (latex, kovy - napr. nikel v bižutériách). Vyhrotenou situáciou alergie môže byť anafylaktický šok, ktorý súvisí s prehnanou reakciou imunitného systému sprostredkovanou imunoglobulínom E (IgE). Tento stav je charakteristický rozsiahlym rozšírením ciev vedúcim k poklesu krvného tlaku, dýchacími ťažkosťami, kŕčmi hladkého svalstva a opuchom pier a jazyka. Liečba zahŕňa podanie adrenalínu a antihistaminík, čo sú lieky proti alergickej reakcii.

Na dejoch protilátkovej imunity je založená imunizácia. Očkovanie (vakcinácia) je jedným zo spôsobov umelo navodenej špecifickej imunity. Vpravenie usmrtených alebo oslabených choroboplodných zárodkov, príp. upravených bakteriálnych toxínov, do tela vyvolávame imunitné reakcie, ktoré organizmus po určitú dobu (niekedy veľmi dlho) chránia. To je aktívna imunizácia, pretože telo si protilátky vytvára aktívne, na čo je potrebný určitý čas (niekoľko dní až týždňov). Aktívna imunizácia tiež vzniká po prekonaní choroby. Tento druh imunity je založený na existencii tzv. pamäťových buniek, čo sú B-lymfocyty, ktoré zostali na aktivovanej úrovni. Pri pasívnej imunizácii sa vpravujú ohrozenému alebo chorému človeku hotové protilátky, spravidla sa teda jedná o ťažké stavy, kedy treba chorobu potlačiť ihneď.