Rola układu odpornościowego – zbioru struktur i procesów w organizmie – polega na ochronie przed chorobami lub innymi potencjalnie szkodliwymi ciałami obcymi. Jeśli układ odpornościowy funkcjonuje prawidłowo, identyfikuje różne zagrożenia, w tym wirusy, bakterie i pasożyty, i odróżnia je od zdrowych tkanek organizmu, zgodnie z Merck Manuals.

Odporność wrodzona vs. Odporność adaptacyjna

Układ odpornościowy można ogólnie podzielić na kategorie: odporność wrodzona i odporność adaptacyjna.

Odporność wrodzona to układ odpornościowy, z którym się rodzimy, i składa się głównie z barier na i w ciele, które powstrzymują obce zagrożenia, zgodnie z National Library of Medicine (NLM). Składniki wrodzonej odporności obejmują skórę, kwas żołądkowy, enzymy znajdujące się we łzach i olejkach skórnych, śluz i odruch kaszlowy. Istnieją również chemiczne składniki odporności wrodzonej, w tym substancje zwane interferonem i interleukiną-1.

Odporność wrodzona jest nieswoista, co oznacza, że nie chroni przed żadnym konkretnym zagrożeniem.

Odporność adaptacyjna, czyli nabyta, jest ukierunkowana na konkretne zagrożenia dla organizmu, według NLM. Według The Biology Project na Uniwersytecie Arizony odporność adaptacyjna jest bardziej złożona niż odporność wrodzona. W odporności adaptacyjnej zagrożenie musi zostać przetworzone i rozpoznane przez organizm, a następnie układ odpornościowy wytwarza przeciwciała przeznaczone specjalnie do tego zagrożenia. Po unieszkodliwieniu zagrożenia adaptacyjny układ odpornościowy „zapamiętuje” je, dzięki czemu przyszłe reakcje na ten sam zarazek są bardziej skuteczne.

Główne składniki

Węzły chłonne: Małe, fasolowate struktury, które produkują i przechowują komórki zwalczające infekcje i choroby oraz są częścią układu limfatycznego – który składa się ze szpiku kostnego, śledziony, grasicy i węzłów chłonnych, według „A Practical Guide To Clinical Medicine” z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego (UCSD). Węzły chłonne zawierają również limfę, przezroczysty płyn, który przenosi te komórki do różnych części ciała. Kiedy organizm walczy z infekcją, węzły chłonne mogą stać się powiększone i bolesne.

Spleen: Największy organ limfatyczny w organizmie, który znajduje się po lewej stronie, pod żebrami i powyżej żołądka, zawiera białe krwinki, które zwalczają infekcje lub choroby. Według National Institutes of Health (NIH), śledziona pomaga również kontrolować ilość krwi w organizmie i pozbywa się starych lub uszkodzonych komórek krwi.

Szpiku kostnego: Żółta tkanka w centrum kości produkuje białe krwinki. Ta gąbczasta tkanka wewnątrz niektórych kości, takich jak kości biodrowe i udowe, zawiera niedojrzałe komórki, zwane komórkami macierzystymi, zgodnie z NIH. Komórki macierzyste, zwłaszcza embrionalne komórki macierzyste, które pochodzą z jaj zapłodnionych in vitro (poza organizmem), są cenione za ich elastyczność, dzięki której mogą przekształcić się w dowolną komórkę ludzką.

Limfocyty: Te małe białe krwinki odgrywają dużą rolę w obronie organizmu przed chorobami, według Mayo Clinic. Dwa rodzaje limfocytów to limfocyty B, które wytwarzają przeciwciała atakujące bakterie i toksyny, oraz limfocyty T, które pomagają niszczyć zainfekowane lub rakowe komórki. Zabójcze limfocyty T stanowią podgrupę limfocytów T, które zabijają komórki zainfekowane wirusami i innymi patogenami lub uszkodzone w inny sposób. Komórki pomocnicze T pomagają określić, jakie odpowiedzi immunologiczne organizm podejmuje w stosunku do konkretnego patogenu.

Tymus: Ten mały organ jest miejscem dojrzewania limfocytów T. Ta często pomijana część układu odpornościowego, która znajduje się pod mostkiem (i ma kształt liścia tymianku, stąd nazwa), może wywoływać lub utrzymywać produkcję przeciwciał, które mogą powodować osłabienie mięśni, jak twierdzi Mayo Clinic. Co ciekawe, grasica jest nieco duża u niemowląt, rośnie aż do okresu dojrzewania, a następnie zaczyna się powoli kurczyć i zostaje zastąpiona przez tłuszcz z wiekiem, zgodnie z National Institute of Neurological Disorders and Stroke.

Leukocyty: Te zwalczające choroby białe krwinki identyfikują i eliminują patogeny i są drugim ramieniem wrodzonego układu odpornościowego. Wysoka liczba białych krwinek jest określana jako leukocytoza, zgodnie z Mayo Clinic. Do wrodzonych leukocytów należą fagocyty (makrofagi, neutrofile i komórki dendrytyczne), komórki tuczne, eozynofile i bazofile.

Choroby układu odpornościowego

Jeśli choroby związane z układem odpornościowym definiuje się bardzo szeroko, to choroby alergiczne, takie jak alergiczny nieżyt nosa, astma i egzema są bardzo powszechne. Jednak w rzeczywistości stanowią one nadmierną reakcję na alergeny zewnętrzne, jak twierdzi dr Matthew Lau, szef wydziału alergii i immunologii w Kaiser Permanente Hawaii. Astma i alergie wiążą się również z układem odpornościowym. Normalnie nieszkodliwy materiał, taki jak pyłki traw, cząstki żywności, pleśń lub sierść zwierząt domowych, jest mylony z poważnym zagrożeniem i atakowany.

Inne dysregulacje układu odpornościowego obejmują choroby autoimmunologiczne, takie jak toczeń i reumatoidalne zapalenie stawów.

„Wreszcie, niektóre mniej powszechne choroby związane z wadliwym działaniem układu odpornościowego to niedobory przeciwciał i warunki pośrednictwa komórkowego, które mogą pojawić się wrodzone” – powiedział Lau w wywiadzie dla Live Science.

Zaburzenia układu odpornościowego mogą powodować choroby autoimmunologiczne, choroby zapalne i raka, zgodnie z NIH.

Niedobór odporności występuje, gdy układ odpornościowy nie jest tak silny jak normalnie, co powoduje nawracające i zagrażające życiu infekcje, zgodnie z University of Rochester Medical Center. U ludzi niedobór odporności może być wynikiem choroby genetycznej, takiej jak ciężki połączony niedobór odporności, stanów nabytych, takich jak HIV/AIDS, lub stosowania leków immunosupresyjnych.

Na przeciwnym końcu spektrum znajduje się autoimmunologia, która wynika z nadaktywności układu odpornościowego atakującego normalne tkanki, jakby były ciałami obcymi, zgodnie z University of Rochester Medical Center. Powszechne choroby autoimmunologiczne obejmują zapalenie tarczycy typu Hashimoto, reumatoidalne zapalenie stawów, cukrzycę typu 1 i toczeń rumieniowaty układowy. Inną chorobą uznawaną za zaburzenie autoimmunologiczne jest miastenia gravis (wymawiana jako my-us-THEE-nee-uh GRAY-vis).

Diagnoza i leczenie chorób układu odpornościowego

Nawet jeśli objawy chorób układu odpornościowego różnią się, gorączka i zmęczenie są wspólnymi oznakami, że układ odpornościowy nie funkcjonuje prawidłowo, zauważyła Klinika Mayo.

Większość czasu, niedobory immunologiczne są diagnozowane za pomocą badań krwi, które albo mierzą poziom elementów immunologicznych lub ich aktywność funkcjonalną, powiedział Lau.

Stany alergiczne mogą być oceniane za pomocą badań krwi lub alergicznych testów skórnych w celu zidentyfikowania alergenów wywołujących objawy.

W stanach nadczynności lub autoagresji bardzo pomocne mogą być leki zmniejszające odpowiedź immunologiczną, takie jak kortykosteroidy lub inne środki immunosupresyjne.

„W niektórych stanach niedoboru odporności leczenie może polegać na zastąpieniu brakujących lub niedoborowych elementów” – powiedział Lau. „To może być infuzje przeciwciał do walki z infekcjami.”

Terapia może również obejmować przeciwciała monoklonalne, Lau powiedział. Przeciwciało monoklonalne to rodzaj białka wytwarzanego w laboratorium, które może wiązać się z substancjami w organizmie. Mogą one być używane do regulowania części odpowiedzi immunologicznej, które powodują stan zapalny, powiedział Lau. Według National Cancer Institute, przeciwciała monoklonalne są wykorzystywane w leczeniu raka. Mogą one przenosić leki, toksyny lub substancje radioaktywne bezpośrednio do komórek nowotworowych.

Kamienie milowe w historii immunologii

1718: Lady Mary Wortley Montagu, żona brytyjskiego ambasadora w Konstantynopolu, zaobserwowała pozytywne skutki wariolacji – celowego zakażenia chorobą ospy – dla miejscowej ludności i zleciła wykonanie tej techniki własnym dzieciom.

1796: Edward Jenner jako pierwszy zademonstrował szczepionkę przeciwko ospie.

1840: Jakob Henle przedstawia pierwszą nowoczesną propozycję teorii zarazków choroby.

1857-1870: Rolę mikrobów w fermentacji potwierdził Ludwik Pasteur.

1880-1881: Powstała teoria, że wirulencja bakterii może być wykorzystana jako szczepionka. Pasteur wprowadził tę teorię w życie, eksperymentując ze szczepionkami przeciwko cholerze i wąglikowi. 5 maja 1881 r. Pasteur zaszczepił 24 owce, jedną kozę i sześć krów pięcioma kroplami żywej atenuowanej bakterii wąglika.

1885: Józef Meister, 9 lat, został zaszczepiony atenuowaną szczepionką przeciw wściekliźnie przez Pasteura po ugryzieniu przez psa chorego na wściekliznę. Jest on pierwszym znanym człowiekiem, który przeżył wściekliznę.

1886: Amerykański mikrobiolog Theobold Smith wykazał, że zabite ciepłem kultury pałeczek cholery kurzej były skuteczne w ochronie przed cholerą.

1903: Maurice Arthus opisał lokalizującą się reakcję alergiczną, która jest obecnie znana jako odpowiedź Arthusa.

1949: John Enders, Thomas Weller i Frederick Robbins eksperymentowali nad wzrostem wirusa polio w hodowlach tkankowych, neutralizacją surowicami odpornościowymi i wykazaniem osłabienia neurowrażliwości przy powtarzającym się pasażowaniu.

1951: Opracowano szczepionkę przeciwko żółtej febrze.

1983: HIV (ludzki wirus niedoboru odporności) został odkryty przez francuskiego wirusologa Luca Montagniera.

1986: Szczepionka przeciwko wirusowemu zapaleniu wątroby typu B została wyprodukowana dzięki inżynierii genetycznej.

2005: Ian Frazer opracował szczepionkę przeciwko wirusowi brodawczaka ludzkiego.

2.