Nasz układ odpornościowy, lub nasza odporność, to mechanizm, który chroni nasze ciała przed szkodliwymi substancjami, obcymi mikroorganizmami, a nawet rakiem. Podczas gdy pierwotnie nasz układ odpornościowy był badany pod kątem jego roli w zapobieganiu infekcjom, nasza wiedza ewoluowała i doprowadziła do szerszego spojrzenia na przeszczepy komórek macierzystych krwi i szpiku, transfuzję krwi, raka i genetykę. Nasze białe krwinki (WBC) są częścią naszego układu odpornościowego i odgrywają ważną rolę w nowotworach krwi i szpiku. W rzeczywistości słowo białaczka oznacza „biała krew”, ponieważ jest związane z nadprodukcją białych krwinek .
SEBASTIAN KAULITZKI / Getty Images
Spis treści
Funkcje układu odpornościowego
Układ odpornościowy ma cztery główne funkcje:
- Ochrona przed obcymi mikroorganizmami, takimi jak bakterie, wirusy, pasożyty i grzyby
- Homeostaza (równowaga organizmu) poprzez usuwanie zużytych lub martwych komórek
- Nadzór i usuwanie komórek zmutowanych
- Regulacja poprzez zwiększanie i tłumienie odpowiedzi immunologicznej
Układ odpornościowy jest w stanie wykonywać te funkcje przede wszystkim dzięki swojej zdolności do odróżniania komórek własnych (części ciała) od komórek obcych (organizmów atakujących, takich jak bakterie, grzyby i wirusy lub toksyny). Określa to za pomocą antygenów lub białek na powierzchni komórki. Komórki z antygenami, które układ odpornościowy rozpoznaje jako własne, pozostają w spokoju, podczas gdy komórka antygenu obcego rozmieści naszą odporność, która zareaguje, rekrutując, aktywując i mobilizując odpowiednie białe krwinki w miejscu zagrożenia. Jednym z problemów z komórkami nowotworowymi jest to, że znalazły sposoby na maskowanie się, aby wyglądać jak własne.
Rodzaje odporności
Dwa podstawowe typy odporności to odporność wrodzona i nabyta . Niektóre z naszych białych krwinek odgrywają rolę w odporności wrodzonej, inne w odporności nabytej, a niektóre są zaangażowane w obie.
Wrodzona odporność
Wrodzona odporność to pierwsza linia, niespecyficzna odpowiedź na każde naruszenie naszych ciał. Rodzimy się z wrodzoną odpornością. Wrodzona odporność jest realizowana przez cztery mechanizmy: bariery mechaniczne, bariery chemiczne, gorączkę i fagocytozę lub stan zapalny.
- Bariery mechaniczne obejmują skórę i błony wyściełające nasze usta, nos, drogi oddechowe, drogi moczowe i narządy żołądkowo-jelitowe. Gdy są nienaruszone, stanowią fizyczną barierę przed przedostawaniem się toksyn i szkodliwych organizmów.
- Bariery chemiczne obejmują pot, łzy, ślinę, kwasy żołądkowe, śluz i inne płyny wydzielane przez organizm. Zapobiegają one przedostawaniu się obcych najeźdźców, czyniąc środowisko dla nich niegościnnym. Na przykład bariery chemiczne mogą sprawić, że tkanka stanie się zbyt kwaśna lub lepka, a tym samym odstraszyć organizm lub toksynę od przyłączenia się i zamieszkania w ciele.
- Gorączka pomaga organizmowi bronić się przed bakteriami i wirusami, które są wrażliwe na ekstremalne temperatury. Ci najeźdźcy wydzielają substancje, które powodują wzrost temperatury ciała. Tego typu organizmy nie tolerują podwyższonych temperatur przez dłuższy czas. (Dlatego zaleca się obecnie pozostawienie niskiej gorączki w spokoju z przeziębieniami i grypą – chyba że czujesz się niekomfortowo – ponieważ jest to jeden ze sposobów, w jaki nasze ciała zwalczają te infekcje.)
- Zapalenie występuje, gdy zawodzą mechaniczne i chemiczne bariery dla obcych najeźdźców. Odpowiedź jest bardzo szybka, ale również bardzo krótkotrwała. Jest to odpowiedź niespecyficzna, co oznacza, że organizm nie musi być wcześniej wystawiony na działanie tego najeźdźcy, aby na niego zareagować. Zapalenie jest inicjowane i kontrolowane przez fagocytarne WBC, takie jak leukocyty polimorfonuklearne lub „granulocyty” — neutrofile , monocyty , makrofagi, eozynofile, bazofile i komórki NK . Neutrofile atakują organizmy, takie jak bakterie i grzyby, i mogą opuścić krew dla tkanek podczas odpowiedzi zapalnej. Bazofile inicjują odpowiedź zapalną na antygeny środowiskowe, podczas gdy eozynofile bronią organizm przed pasożytami. Komórki NK wykorzystują silne substancje chemiczne do zabijania zakażonych komórek w kontakcie. Makrofagi działają jako komórki zbierające w tkankach, podczas gdy monocyty pełnią swoją rolę w krwiobiegu. Gdy makrofag strawi obcego najeźdźcę , przekazuje limfocytom T informacje na temat tego organizmu i pomaga w rekrutacji nabytego układu odpornościowego.
Nabyta odporność
Nabyta odporność, zwana również odpornością adaptacyjną, to wyuczona odpowiedź immunologiczna na określonego obcego najeźdźcę. Gdy organizm zostanie wystawiony na działanie obcego antygenu , włącza się nabyta odporność, która zapamiętuje tę informację na długi czas . Wiele lat później, gdy nasz układ odpornościowy ponownie zobaczy ten sam antygen, jest już na niego przygotowany i może rozpocząć szybki atak. Dwoma głównymi mechanizmami tego typu odporności są odporność komórkowa i odporność humoralna, które są wykonywane przez limfocyty.
Limfocyty stanowią około jedną trzecią białych krwinek w naszych ciałach. Limfocyty to małe komórki, które mogą krążyć we krwi, ale mogą również istnieć w tkankach, zasadniczo swobodnie wędrując po ciele w poszukiwaniu pracy. Podtypami limfocytów są limfocyty T lub komórki T (które odgrywają rolę zarówno w odporności komórkowej, jak i humoralnej) oraz limfocyty B lub komórki B. Niektóre limfocyty B stają się komórkami plazmatycznymi , które w odpowiedzi na określony antygen mogą zapamiętać najeźdźcę przy przyszłej ekspozycji i produkować przeciwciała przeciwko temu określonemu antygenowi.
Odporność komórkowa (CMI)
Odporność komórkowa wykorzystuje limfocyty T jako swoją główną broń, chociaż interakcja między limfocytami T i limfocytami B często występuje. Po strawieniu obcego najeźdźcy przez makrofag, prezentuje on szczegóły dotyczące antygenów na powierzchni tego mikroorganizmu limfocytom T.
Jeden rodzaj limfocytów T, tzw. limfocyty pomocnicze, przekazują te informacje innym limfocytom T (dzięki czemu rozpoznają intruza), komórkom NK (które wyszukują i zabijają organizm) i limfocytom B (które inicjują humoralną odpowiedź immunologiczną).
Inny rodzaj limfocytów T, cytotoksyczne komórki T, wykorzystują bardziej bezpośrednie podejście i zabijają komórki, które rozpoznają jako obce lub potencjalnie szkodliwe.
Odporność humoralna
Odporność humoralna obejmuje produkcję przeciwciał. Przeciwciała, lub immunoglobuliny, to białka produkowane przez komórki plazmatyczne limfocytów B w odpowiedzi na rozpoznanie określonego obcego antygenu. Przeciwciała mogą zapobiegać przedostawaniu się wirusów do zdrowych komórek, neutralizować toksyny najeźdźcy lub rozkładać mikroorganizmy i pozostawiać je do usunięcia przez komórki żerne.
Współpraca
Odporność to bardzo złożony proces, który wymaga interakcji między wszystkimi mechanizmami, aby był najbardziej skuteczny. Fagocytarne WBC, takie jak makrofagi i komórki NK z naszej wrodzonej odporności, pomagają w prawidłowym funkcjonowaniu odporności komórkowej i humoralnej. Jednak nasz wrodzony układ odpornościowy jest skuteczny tylko w krótkim okresie i potrzebuje naszej nabytej odporności, aby zapewnić ciągłą ochronę.