Odporność organizmu: relacja z wewnętrznej batalii o zdrowie

Często słyszymy, że jesienią musimy wzmacniać naszą odporność. Trudno jednak uwierzyć w to na słowo. Dlatego zapraszamy na relację z pierwszej linii frontu batalii między siłami dobra i zła, w której bohaterskie wojska Ministerstwa Obrony przed Chorobami stawiają czoła zakażeniom. Spodziewajcie się szpiegów, podstępnych manewrów i dramatycznych zwrotów akcji.

Odporność to słowo wytrych. Tak często stosowane do opisywania różnych zjawisk, że w końcu nie bardzo wiadomo czym ona tak naprawdę jest. Bo czy odporność jest jak ciepła kurtka, która chroni nas przed zakażeniami? Nie. To raczej nasze wewnętrzne Ministerstwo Obrony przed Chorobami, które musi dysponować wojskami specjalnymi, zwiadowcami, szpiegami i ciężką artylerią. Trzeba o nią ciągle dbać, dozbrajać i szkolić!

Odporność wrodzona

Nasz organizm ma dwie podstawowe strategie obronne. Pierwsza to odporność wrodzona, druga – nabyta. Ta wrodzona jest podstawą naszej linii defensywnej.

Odporność wrodzona jest uniwersalnym mechanizmem obrony organizmu przed infekcją. Gdy w naszym organizmie pojawiają się jakieś zagrożenia (patogeny) natychmiast natrafiają na odpowiedź nieswoistą. Nazwa trochę oddaje sposób działania tej odpowiedzi. Nie jest ona dostosowana do konkretnego sposobu zamachu na nasze zdrowie, to takie zasieki, pola minowem, fosy, kontrole i straż graniczna. Działa w oparciu o istnienie określonej liczby receptorów (PRR – pattern recognition receptors) rozpoznających stałe struktury drobnoustrojów (PAMP – pathogen associated molecular patterns).
Dzięki receptorom biorącym udział w odpowiedzi nieswoistej nasz organizm jest w stanie rozróżnić antygeny obce od własnych. Jednym z przedstawicieli PRR są receptory TLR (Toll-podobne), które odgrywają główną rolę w rozpoznaniu zagrożenia i inicjacji odpowiedzi immunologicznej.

Paskudny Patogen atakuje

W praktyce wygląda to prosto. Wyobraźmy sobie przedstawiciela sił zła, którego nazwiemy Paskudny Patogen. Razem z całą armią jemu podobny patogenów atakuje nasz organizm. Najpierw cała chorda barbarzyńców zderza się z pierwszą barierą wrodzoną: skórą, błoną śluzową (np. w nosie, gardle czy narządach płciowych) i substancjami przez nie wydzielanymi. Mogą one mieć właśnie działanie bakteriobójcze lub bakteriostatyczne, czyli powstrzymujące rozwój patogenów, gdyby chciały się zadomowić na przykład w naszym gardle lub nosie. Warto zapamiętać te dwa różne pojęcia (bakteriobójcze lub bakteriostatyczne), przydadzą nam się, do zrozumienia jak działają choćby leki, które dostajemy. Nie wszystkie bowiem zabijają bakterie, niektóre tylko zatrzymują ich rozwój.

Wróćmy do naszej batalii i Paskudnego Patogenu, który wściekle atakuje i szuka luki w systemie. Nie tak łatwo ją znaleźć, bo na straży stoi także pH skóry i żołądka czy naturalna flora bakteryjna i wszystkie substancje przez nią wytwarzane. Paskudny Patogen nie ma więc łatwego życia. W naszej historii mamy do czynienia z wyjątkowo zdeterminowaną i przebiegłą bestią, która jednak jakoś przebija się przez bariery i pułapki.

Parada samochwał

Nasz agresor „nadzieje się” na kolejną linię obronną ustawioną jeszcze przez odporność wrodzoną: komórki układu immunologicznego. W tym miejscu warto zwrócić uwagę na wspomniane receptory TLR; to tacy szpiedzy lub zwiadowcy naszego Ministerstwa Obrony przed Chorobami. W odpowiednim momencie uruchamiają działanie, na przykład, komórek fagocytujących. Te z kolei to straszne żarłoki (makrofagi, granulocyty obojętnochłonne, komórki dendrytyczne lub monocyty), które pochłaniają obce substancje i komórki.

Rola makrofagów jest arcyciekawa. Nie ograniczają się bowiem one tylko do pochłonięcia patogenu, ale chwalą się tym co zrobiły. Jest to chęć zwrócenia na siebie uwagi: patrzcie jakie jesteśmy mocarne, a na dowód swojej siły możemy się nawet ubrać we fragmenciki tych patogenów. Hmmm… nie jest to jednak takie całkiem zwykłe chwalenie się. Makrofagi w ten sposób mogą zaktywować inne komórki układu odpornościowego.
Pobudzenie receptorów TLR stanowi więc sygnał aktywujący mechanizmy odporności immunologicznej nieswoistej. Powoduje wzmożoną syntezę czynników przeciwbakteryjnych i cytokin prozapalnych.

Przekuć porażkę w zwycięstwo

Niestety dla nas okazuje się, że Paskudny Patogen jest zbyt potężny i wraz z resztą najeźdźców przebija się dalej i głębiej, męcząc nasz organizm i zmuszając do długotrwałej batalii. Załóżmy, że scenariusz nie jest mroczny i nasz organizm odnosi zwycięstwo. W Ministerstwie nie ma jednak wiwatów radości: rozpoczyna się żmudna praca nad analizą przyczyn porażki w pierwszej fazie i poprawianie zabezpieczeń. Wywiad i kontrwywiad już wiedzą co zawiniło i kim jest agresor. Starają się zabezpieczyć nas przed ponownym atakiem, do którego w końcu dochodzi. Znów Paskudny Patogen dokonuje inwazji na nasz organizm. Znów trwa walka na rubieżach systemu odpornościowego. Znów odpowiedź nieswoista zastawia pułapki, wysyła do walki wojska. I…

Odporność nabyta

W niektórych przypadkach odpowiedź nieswoista jest niewystarczająca do zwalczenia zakażenia. Niezbędna jest aktywacja odpowiedzi bardziej zaawansowanej, czyli swoistej. W niej także biorą udział nasze jednostki specjalne czyli receptory TLR, które wysyłają sygnał o najeźdźcy. Dlaczego jest to odpowiedź swoista? Dlatego, że charakteryzuje się ona swoistą pamięcią wytworzoną podczas poprzedniego ataku patogenu. Pamiętacie, że w pierwszej linii stały na przykład makrofagi? W odpowiedzi swoistej biorą udział limfocyty (B i T). One, podobnie do makrofagów mogą prezentować na sobie fragmenty patogenu – jego znaki rozpoznawcze, czyli antygeny.

Na lekcjach biologii najczęściej była mowa o limfocytach, które biorą właśnie udział w odpowiedzi swoistej, są wyspecjalizowane do walki z konkretnym zagrożeniem. W ten sposób reakcja naszego organizmu może być bardziej precyzyjna, bo jest ona odpowiednio przygotowana do ataku, konkretnego patogenu. Antygeny mogą być także prezentowane przez limfocyty ale i fibroblasty (tworzą naszą skórę, błony, ścięgna, stawy) czy erytrocyty (dzięki nim organizm rozpoznaje krwinki grupy A i B).

Mamy jeńca!

Jednak najbardziej profesjonalnymi, wyspecjalizowanymi w prezentacji antygenów są komórki dendrytyczne. Wyobraźmy sobie, że spotyka ona nasz Paskudny Patogen i wciąga go do swojego środka. Mamy jeńca! Wewnątrz komórki dendrytycznej odbywa się teraz przesłuchanie złoczyńcy. Twardy jest, więc do złamania jego oporu potrzebne są specjalne narzędzia: fagosom i lizosom. Pierwszy to pęcherzyk, który otacza patogen, drugi to pęcherzyk, który zawiera żrące substancje. Gdy fagosom z Paskudnym Patogenem w środku połączy się z lizosomem zaczyna się rzecz niesłychana. Najeźdźca w trakcie tego „przesłuchania” wyśpiewa o sobie wszystko. Dokładniej: zostanie podzielony na mniejsze cząsteczki (peptydy). Paskudny Patogen przestaje istnieć, ale daje początek kolejnej niezwykłej historii.

W komórce dendrytycznej peptydy z Paskudnego Patogenu są przyłączane do białka zgodności tkankowej MHC II. Takie białko z fragmentem patogenu wędruje następnie na zewnątrz i przyczepiane jest do błony komórkowej komórki dendrytycznej. Teraz ta właśnie komórka pędzi z wynikami przesłuchania do specjalnych koszar, gdzie szkolona jest nasza armia limfocytów – do węzłów chłonnych.

Szkolenie limfocytów

Limfocyty powstają bowiem w dwóch miejscach: grasicy i szpiku kostnym. W grasicy wytwarzane są limfocyty T, które na przykład zabijają komórki stanowiące zagrożenie dla naszego organizmu. W szpiku wytwarzane są limfocyty B odpowiedzialne za rozpoznanie antygenu i wytwarzanie przeciwciał, czy powstawanie pamięci immunologicznej. Zarówno T jak i B dojrzewają w węzłach chłonnych, gdzie spotykają się z komórkami dendrytycznymi.

Niezaprawione jeszcze w bojach limfocyty właśnie w węzłach chłonnych są „szkolone”. Prezentowany jest im wróg (peptydy przyczepione do komórek dendrytycznych). Nazwa miejsca, gdzie to wszystko się dzieje nie pochodzi od supełka, ale od węzła komunikacyjnego, bo to takie zaawansowane stacje przekaźnikowe limfy roznoszącej limfocyty po całym organizmie. To dlatego lekarz dotyka naszej szyi, pach, czy sprawdza pachwiny, gdzie zlokalizowane są węzły. Powiększają się one, gdy organizm walczy z chorobą. Komórki dendrytyczne podnoszą więc alarm w węzłach chłonnych, przekazują limfocytom informacje o wrogu, by organizm mógł odpowiedzieć na atak Paskudnego Patogenu.

Odżywiaj swoją armię

Z tej bitwy wyłania się więc obraz skomplikowanego systemu odporności wrodzonej i nabytej, różnych sposobów radzenia sobie z zagrożeniem. Te systemy muszą ze sobą współpracować, muszą być odpowiednio zasilane i odżywiane białkami, minerałami, witaminami, kwasami tłuszczowymi. Czasem i im należy pomóc dostarczając substancji wspomagających tę ciężką walkę. W kolejnych artykułach postaramy się wyjaśnić rolę różnych składników w działaniu tej złożonej machiny wojennej. Wspomniana na początku kurtka to tylko pierwsza warstwa obronna, jeśli nie zadbamy o to co dzieje się w naszym wnętrzu, nie będziemy mogli toczyć zwycięskich walk z Paskudnymi Patogenami!

Autor tekstu: Oskar Berezowski

Źródła treści

Rola receptorów toll-podobnych (TLR) w odporności wrodzonej i nabytej oraz ich funkcja w regulacji odpowiedzi immunologicznej. Monika Majewska, Marian Szczepanik. Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej. 2006

Decoding the patterns of self and nonself by innate immune system. Medzhitov R., Janeway C.A.Jr.: Science. 2002.

Histologia. Kazimierz Ostrowski, Wojciech Bem. Wydawnictwo Lekarskie PZWL. 1995.

Komórki dendrytyczne – rozwój i funkcja (Część I). Iwona Hus. Acta Dermatologica Polonica. 2000.