Pregled imunosnog sustava

Autor: Peter J. Delves, PhD
Urednik sekcije: prof. dr. sc. Srđan Novak, dr. med.
Prijevod: Daniel Victor Šimac, dr. med.

Imunosni sustav razlikuje vlastito od stranog i odstranjuje potencijalno štetne strane molekule i stanice iz tijela. Imunološki sustav također ima sposobnost prepoznavanja i uništavanja abnormalnih stanica koje potječu iz tkiva domaćina. Svaka molekula koja može biti prepoznat od strane imunosnog sustava se smatra antigen (Ag).

Koža, rožnica i sluznica respiratornog, gastrointestinalnog i genitourinarnog trakta formiraju fizičku barijeru koja je prva linija obrane tijela. Neke od ove barijere imaju i aktivnu imunosnu funkciju:

  • Vanjski, keratinizirani epidermis: keratinociti u koži luče antimikrobne peptide (defenzine), te žlijezde lojnice i znojnice luče tvari koje inhibiraju mikroorganizme (npr. mliječnu kiselinu, masne kiseline). Također, mnoge imune stanice (npr. mastociti, intraepitelni limfociti, antigen–predočne Langerhansove stanice) nalaze se u koži.

  • Rožnica: Neutrofili dopiru do rožnice kroz žile na limbusu i ubijaju mikrobe fagocitozom.

  • Sluznice respiratornog, gastrointestinalnog i genitourinarnog trakta: sluz sadrži antimikrobne tvari, kao lizozime, laktoferin i sekretorni imunoglobulin (Ig) A protutijela (SIgA).

Prodor kroz anatomsku barijeru može potaknuti 2 tipa imunosnog odgovora:

  • prirođeni (urođeni)

  • stečeni

Mnoge molekularne komponente (npr, komplement, citokini, reaktanti akutne faze) sudjeluju u urođenom i u stečenom imunitetu.

Prirođeni (urođeni) imunitet

Prirođeni (urođeni) imunitet ne zahtijeva prethodno izlaganje antigena (tj. imunološko pamćenje) da bi bio djelotvoran. Dakle, može odmah reagirati na napadač. Prirođeni imunitet uglavnom prepoznaje molekularne uzorke koje su široko rasprostranjene, a ne antigen specifičan za jedan organizam ili stanicu.

Komponente uključuju

  • Fagocitne stanice (npr. neutrofili, monociti, makrofagi)

  • Polimorfonuklearni leukociti

  • Prirođene limfoidne stanice (npr. prirodnoubilačke [urođenoubilačke] [NK, prema engl. natural killer] stanice)

Fagocitne stanice (neutrofili u krvi i u tkivima, monociti u krvi, makrofagi u tkivima) gutaju i unište antigene napadača. Napad fagocitnih stanica se može pospješiti kad su antigeni obloženi protutijelima (Ab, prema engl. antibody) koja su proizvedena u sklopu stečenog imuniteta ili kad proteini komplementa opsoniziraju antigene.

Polimorfonuklearni leukociti (neutrofili, eozinofili, bazofili) i mononuklearne stanice (monociti, makrofagi, mastociti) oslobađaju medijatora upale.

Prirodno ubilačke (urođeno ubilačke) stanice uništavaju stanice zaražene virusom te neke tumorske stanice.

Stečeni imunitet

Stečeni (prilagodbeni, tj. adaptivni) imunitet zahtijeva prethodno izlaganje antigena da bi bila putpuno učinkovita te treba vremena da se razvije nakon prvog susreta s novom napadačem. Nakon toga, odgovor je brz. Sustav pamti prošle izloženosti i specifičan je za antigen.

Komponente uključuju

  • B stanice

  • T stanice

Stečeni imunitet uključuje

B stanice i T stanice rade zajedno kako bi uništile napadače. Tkivne antigen–predočne stanice su potrebne za predočenje antigena većinoj vrsti T stanica.

Imunosni odgovor

Uspješna imunosna obrana podrazumijeva aktivaciju, regulaciju i isčezavanje (rezoluciju) imunosnog odgovora.

Aktivacija

Stanice imunološkog sustava se aktiviraju kada receptori na površini stanice prepoznaju strani antigen (Ag). Ti receptori na površini stranice mogu biti

  • Široko specifični (npr. receptori koji prepoznaju uzroke poput Toll-like, manozni i receptori čistača na dendritičnim i drugim stanicama)

  • Visoko specifični (protutijela eksprimirana na B stanicama i T staničnih receptora eksprimirana na T stanicama)

Široko specifični receptori prepoznaju zajedničke molekularne uzorke povezane s mikrobnim patogenima, kao što su gram-negativni lipopolisaharidi, gram-pozitivni peptidoglikani, bakterijski flagelin, nemetilirani citozin-gvanozin dinukleotidi (CpG motivi) i virusna dvolančana RNA. Ovi receptori također mogu prepoznati molekule koje su proizvedene od stresnih ili zaraženih ljudskih stanica (takozvane molekularne uzorke povezane s oštečenjem).

Aktivacija se također može dogoditi kada se kompleksi protutijela-antigena i komplement-mikroorganizam vežu na površinskih receptora za regiju kristalizirajućeg fragmenta (Fc) IgG-a (Fc-gama R) i za C3b i iC3b.

Internalizira se kompleks antigen-protutijela ili kompleks komplement–mikroorganizam nakon što je antigen prepoznat. Većina mikroorganizama su uništeni nakon što su fagocitozirani, ali drugi inhibiraju unutarstaničnu ubilačku sposobnost fagocita (npr. mikobakterije koje su progutane od strane makrofaga spriječe ubilačku sposobnosti te stanice). U ovakvim slučajevima, citokini podrijetlom iz T–stanica, posebice interferon–gama (IFN–γ), stimuliraju fagocite radi stvaranja litičkih enzima i ostalih mikrobicidnih produkata i na taj način pojačava njihovu sposobnost ubijanja ili izdvajanja mikroorganizama.

Ukoliko izostane brza fagocitoza i potpuna razgradnja antigena (što nije uobičajen događaj), dolazi do regrutiranja stečenog imunosnog odgovora prepoznavanjem antigena pomoću visoko specifičnih receptora na površini B i T stanica. Ovaj odgovor počinje u

  • slezeni za cirkulirajuće antigene

  • regionalnim limfnim čvorovima za tkivne antigene

  • u limfatičnom tkivu sluznica (npr. tonzile, adenoidi, Peyerove ploče) za mukozne antigene.

Na primjer, Langerhansove dendritične stanice u koži fagocitiraju antigen i migriraju u lokalne limfne čvorove; tamo se peptidi izvedeni iz antigena eksprimiraju na površini dendritičnih stanica unutar klase II molekula glavnog kompleksa tkivne podudarnosti (MHC, prema engl. major histocompatibility complex), koje predstavljaju peptid CD4 pomoćnim T (Th) stanicama. Kada se Th stanice prikopčaju za kompleks MHC-peptida i primaju razne kostimulatorne signale (koje mogu inhibirati neki imunosupresivni lijekovi), aktiviraju se i izlaže receptore za citokin interleukin (IL)–2 i izlučuje nekoliko citokina. Svaki podskup Th stanice izlučuje različite kombinacije tvari i na taj način utječu na različite imunosne odgovore.

MHC molekule klasa II uobičajeno predočuju peptide izvedene iz izvanstaničnog (egzogenog) antigena (npr. od mnogih bakterija) CD4 Th stanicama; za razliku od MHC molekula klasa I koje uobičajeno predočuju peptide izvedene iz unutarstaničnih (endogenih) antigena (npr. od virusa) CD8 citotoksičnim T stanicama. Aktivirane citotoksične T stanice zatim ubijaju zaraženu stanicu.

Regulacija

Imunološki odgovor mora biti reguliran kako bi se spriječilo veliko oštećenje domaćina (npr. anafilaksija, citokinska oluja, sindrom otpuštanja citokina i rašireno razaranje tkiva). Regulacijske T stanice (od koje većina eksprimiraju transkripcijski faktor Foxp3) pomažu u upravljanju imunosnog odgovora sekrecijom imunosupresivnih citokina, kao što je IL–10 i transformirajući faktor rasta beta (TGF–β, prema engl. transforming growth factor) ili putem mehanizama ovisnih o kontaktu sa stanicama.

Ove regulacijske stanice pomažu u sprječavanju autoimunih odgovora te vjerojatno pomažu rješavanja tekućih odgovora na strani antigen.

Rezolucija

Imunosni odgovor završava odvajanjem antigena ili njegovim odstranjenjem iz organizma. Bez stimulacije antigenom, obustavlja se sekrecija citokina, te aktivirane citotoksične T stanice bivaju podvrgnuti apoptozi. Apoptoza označava stanicu koju odmah treba fagocitirati što sprječava otpuštanje staničnog sadržaja i razvoj posljedične upale. T i B stanice koje su se diferencirale kao memorijske stanice su pošteđene ove sudbine.

Osnove za gerijatriju

Sa starenjem, imunosni sustav postaje manje učinkovit na sljedeće načine:
Politika privatnosti