Az immunrendszer

Immunrendszer Az immunrendszer a szervezet önazonosságát és épségét biztosító védekező rendszer. Feladata a szervezet saját anyagainak eltűrése, a nem saját (idegen) anyagok felismerése és eltávolítása. Az immunrendszer védekezik a kívülről behatoló kórokozók (pl. mikroorganizmusok) és a szervezetben keletkező megváltozott, az egyed életét veszélyeztető sejtek (pl. daganatsejtek) ellen. Az immunválasz során ezek felismerése és elpusztítása történik. Az immunrendszer két részből áll: létezik egy ősi, veleszületett, természetes immunitás, valamint egy fiatalabb, adaptív (szerzett) immunitás. Az előbbi a kórokozóra nem specifikus, mindenkiben jelen van, önmagában alacsonyabb hatékonyságú, de a végső küzdelemben nélkülözhetetlen. Utóbbi az adott kórokozóra egyedileg az életünk során alakul ki (ezért az immunválasz kifejlődéséhez idő kell), edződik és emlékezettel rendelkezik. Más felosztás szerint az immunrendszer alakos (sejtes) és szövetnedvhez kötött molekuláris (humorális) összetevőkből áll. A sejteket a faló- és nyiroksejtek, a humorális immunitást többek között a komplementrendszer, az ellenanyagok képviselik.

A fehérvérsejtek

Az immunrendszer sejtes elemei a fehérvérsejtek. A nyiroksejtek az antigéneket specifikusan felismerő és ellenük specifikus immunválaszt indító sejtek. A fehérvérsejtek másik csoportja, a természetes ölő (NK) sejtek elsősorban daganatsejteket képesek felismerni és elpusztítani. A falósejtek (makrofágok) a természetes immunrendszer fontos elemei, a kórokozókat felfalják, elpusztítják, majd azok antigénjeit bemutatják a nyiroksejteknek. A nyiroksejtek által termelt citokinek hatására aktiválódnak. Ennek folytán mind a felismerésben, mind a végső, végrehajtó szakaszban részt vesznek. Mind a vérben, mind a szövetekben megtalálhatók. A granulociták (szemcsés sejtek) nevüket a plazmájukban levő szemcsékről kapták. A granulumok festődése alapján három sejttípusra oszthatók: A neutrofil (semleges) granulociták falósejtek, és szemcséikben sok baktériumölő vegyület (pl. hipoklorit, hipó) található, melyet támadáskor a kórokozóra zúdítanak. Az eozinofil (eozinnal festődő) granulociták a többsejtűek (pl. férgek) elleni védekezésben és az allergiában, a bazofil (bázikus festékkel festődő) granulociták a gyulladás és az allergiás reakció szöveti változásaiért (vérbőség, fájdalom, stb.) felelősek.

A fehérvérsejtek életciklusa

A fehérvérsejtek vérképzőszervi őssejtekből keletkeznek. Az őssejt egy nyiroksejt előalakot és egy csontvelői előalakot hoz létre. Előbbiből lesznek a nyiroksejtek, utóbbi hozza létre az összes vérsejtet. A különféle sejttípusok speciális citokinek hatására alakulnak ki, hosszú és bonyolult érési folyamat során.
A fehérvérsejtek keringési ideje általában hét nap. A fehérvérsejtszám 6-8 000/µl, egyúttal jelentős mennyiség található a szövetekben. A nyiroksejtek száma ennek kb. 30%-a. Heveny gyulladás esetén a fehérvérsejtszám akár öt-hétszeresére is nőhet.

Az antigén

Antigénnek nevezünk minden olyan (sejtfelszíni vagy oldott) anyagot, melyet az immunrendszer felismer. Az antigén lehet saját, ekkor jó esetben tolerancia (türelem) alakul ki, az idegen antigén viszont immunválaszt vált ki. Az antigének általában fehérjéből és szénhidrátból állhatnak, de időnként nukleinsav vagy lipid is lehet antigén. Az antigének általában nagy polimer molekulák, ugyanakkor az antigenitásért csak a molekula kis része felelős.
A sejtek felszínén elhelyezkedő jelző molekulák, valamilyen sejten kívüli molekula hatására, a sejt válaszát váltják ki. A folyamatot jelátviteli folyamatnak, a molekulát jelfogónak vagy receptornak hívjuk. Az immunrendszer antigént felismerő receptorai a B és a T nyiroksejtek felszínén találhatóak, melyek antigén kötése a sejtek szaporodását és az immunrendszer egyéb sejtjeit serkentő anyagok termelését idézik elő. A receptor az antigénnek egy kis részéhez (pl. a fehérjének egy pár aminosavból álló peptidrészletéhez), kapcsolódik. Egy antigén molekulán akár több különböző antigenitásért felelős régió is lehet, illetve, különböző antigének tartalmazhatják ugyanazt a régiót.

Az antitest

Az antitest (ellenanyag) a B-nyiroksejtek által termelt speciális fehérjemolekula. Elhelyezkedhet a B-sejt felszínén, ekkor specifikus antigénfelismerő receptor, vagy az immunválasz későbbi szakaszában a B-sejtek által termelt és a vérbe juttatott molekula, a humorális immunválasz egyik főszereplője. Ekkor az antitest már nemcsak a felismerésben, hanem az antigén közömbösítésében és eltávolításában is szerepet játszik.
Az immunvédekezés során számos anyag termelődik, mely segíti a kórokozók elpusztítását. Maga az antigén és a T-sejtek citokinje serkenti a B-sejtek ellenanyag-termelését. Különböző bakteriális anyagok és az immunrendszer anyagai (komplementrészecskék, citokinek, hormonszerű anyagok) kémiai ingerként odavonzzák a granulocitákat a fertőzés helyére (kemotaktikus anyagok) majd más hasonló anyagok (opszoninok) serkentik a kórokozó bekebelezését (ellenanyagok, komplementrészecskék).

Saját és idegen a szervezetben

A fajlagos immunválasz elindításának folyamata Az immunrendszer feladata a szervezet saját anyagainak eltűrése (tolerancia), a nem saját (idegen) anyagok felismerés e és eltávolítása (immunválasz). A saját anyagok, tolerogének a magzat- és csecsemőkorban bemutatkoznak a fejlődő immunrendszernek, amely az önmegismerés, a tolerancia állapotában van, így az ellenük kialakuló immunreakciót lecsendesíti. Ennek módja az önreaktív nyiroksejtek elaltatása, elpusztítása, illetve az immunreakció specifikusan elnyomó (szuppresszor) T-sejtek kialakulása. Ha ekkor idegen anyag kerül a szervezetbe, az ellen tolerancia alakul ki.
Ha az immunrendszer kifejlődése lezajlott, az újonnan szervezetbe kerülő anyagot idegenként felismeri (immunogén), és az az immunrendszer sejtjeit gátlás helyett aktiválni fogja. Ha ebben a stádiumban olyan saját anyag kerül az immunrendszer figyelmének fókuszába, melyet korábban nem látott, az ellen immunválaszt indít. Így pl. a here burkain nem hatolnak át az immunsejtek Ellenben egy felnőttkori sérülésnél a herét az immunrendszer idegenként ismerheti fel.

A szervezet védekező mechanizmusai

Az adaptív immunválasz három fázisa Az immunvédekezés nem specifikus (veleszületett, természetes) és specifikus (tanult, adaptív) immunitásra osztható. A nemspecifikus immunitás sokféle idegen anyagra, de kis hatékonysággal reagál. Aktivitásuk az immunválasz elején már jelentkezik, és a végére egyenletesen növekszik. Ennek elemei az első védelmi vonal: a bőr savköpenye és a nyálkahártyák enzimei, a komplementrendszer és a falósejtek. Minden kórokozóra az összes elem reagál, és ugyanúgy reagál, azaz minden falósejt minden behatolót képes bekebelezni.
A specifikus immunitás egy- vagy néhányféle idegen anyagra adott nagy hatékonyságú immunreakció. Aktivitásuk az immunválasz elején nincs jelen, de ennek folyamán exponenciálisan (ugrásszerűen) nő, és az immunválasz után emlékezik a kórokozóra: memória és védettség alakul ki. Ennek elemei a T- és B-sejtek és az ellenanyagok. Egy sejt csak egyféle antigént képes felismerni, egy kórokozóra csak a nyiroksejt-populáció töredéke reagál, viszont a reaktív sejtek az immunválasz során kiszelektálódnak, és rengeteg reaktív sejt keletkezik.
A két immunmechanizmus szorosan összekapcsolódik, egymással együttműködik. A falósejtek mutatják be az antigént a T-sejteknek, majd azok a falósejteket aktiváló citokineket termelnek. A komplementrendszer odavonzza az immunsejteket a fertőzés helyére. Az ellenanyagok pedig aktiválják a komplementrendszert és a fehérvérsejteket.

Az antigénfelismerés

Az antigén felismerésnek három szakasza van: az antigén megkötése, feldolgozása, majd bemutatása. Az antigént felismerő sejtek a B– és T-nyiroksejtek. Minden egyes nyiroksejt egyetlen egyféle antigént felismerő receptorral rendelkezik. Az antigén felismerésnek alapvetően két módja van, aszerint, hogy az antigén a sejten kívül élősködő baktériumokból, vagy megváltozott (vírus fertőzött, daganatosan elfajult) saját sejtekből származik.
Adaptív immunválasz 1. Bármely eukarióta magvas sejt felszínén egy speciális molekula komplex (major szövetösszeférhetőségi komplex I, MHC I) található, amely egyedi, és amely hordozza a sejt antigén-készletét. Természetesen az antigén-készletben történő változás (pl. vírusfertőzés, daganatos elfajulás hatására), a sejt felszínén is megjelenik. Az MHC I-hez kapcsolt antigéneket egy T8 sejt ismeri fel, CD3 antigén receptora az antigénnel, CD8 receptora az MHC I molekulával reagál. Az aktivált T-sejt ölősejtté alakul, hogy elpusztíthassa a célsejtet. Hosszabb távon specifikus T4 sejtek közreműködésével aktiválódnak a sejtes immunitás egyéb elemei is (ld. 2.).
2. Az ún. antigén bemutató sejtek (falósejtek, makrofágok, T/B-nyiroksejtek) felszínükön az előzőtől eltérő szerkezetű, bár hasonló molekulakomplexet (MHC II) hordoznak. A natív, keringő antigéneket B-nyiroksejtek kötik meg, a sejtekben levő antigéneket a hordozó sejttel együtt makrofágok kebelezik be, majd feldolgozzák és a felszíni MHC II molekuláikra juttatják. Az MHC II-höz kapcsolt antigéneket egy T4 sejt ismeri fel, CD3 antigén receptora az antigénnel, CD4 receptora az MHC II molekulával reagál. Szigorúan véve ezt hívjuk antigén bemutatásnak. Az aktivált T-sejt szaporodik és citokineket termel. A T-sejt aktiválja a B-sejtek ellenanyag-termelését, és serkenti a falósejtek működését, amely a kórokozó elpusztításához vezet.

Az immunsejtek szaporodása

Az antigén felismerését követően elérkezik az immunválasz központi szakasza. Ekkor az antigénre specifikus B- és T-nyiroksejtek száma nagyságrendekkel nő. Ennek az a mechanizmusa, hogy az antigént felismerő sejtek kizárólagosan osztódásnak indulnak. Immunrendszerünknek gondoskodni kell a szükséges aktiváció gyorsaságáról, egyúttal meg kell gátolnia az adott antigénnel nem reagáló sejtek elszaporodását. Hogyan történik ez a molekulák szintjén? Úgy, hogy az antigén receptoron kívül egyéb felszíni jelfogó molekuláknak is aktiválódnia kell: azaz a hatásos sejtosztódás csak több egyidejű inger esetén indul be. Ez biztosítja, nehogy az immunrendszer a saját szervezet elleni reakciót indítson. Az egyéb ingert más sejtfelszíni jelfogókon túl megadhatják a makrofágok által termelt citokinek (a T4-es sejtnél), a T4-sejt és a kórokozó egyidejű kapcsolódása a B-sejttel. A központi szakaszban a T4-sejt citokinjei hatására a falósejtek is rohamos szaporodásnak indulnak, hogy a végrehajtó szakaszban a természetes és az adaptív elemek egymást támogatva küzdjék le a fertőzést.

Védekezés bekebelezéssel

A falósejtek funkciói Bekebelezésnek nevezzük valamilyen kórokozó immunsejtek által történő felvételét. A bekebelezésnek kettős célja van. Az első a kórokozó antigénjeinek feldolgozása és bemutatása az adaptív, specifikus sejteknek. A második a kórokozó elpusztítása és eltakarítása.

A falósejtek működése

Falósejt receptor közvetített fagocitózisa Az idegen anyagok bekebelezését a falósejtek (fagociták) végzik. Fagocita működést a neutrofil granulociták és a monocita-makrofágok mutatnak. A makrofágok nagy sejtek, melyek a vérben monocitaként kezdik életüket, majd a szövetekben makrofágként folytatják. Nagyrészt a nyirokcsomókban és a tüdőben, májban találhatók. Az immunválasz felismerési szakaszában általában ők találkoznak először a kórokozóval, bekebelezik, és antigénjeit bemutatják.

A neutrofil granulociták kisebb, karéjos magvú granulumokat tartalmazó sejtek, egyrészt a vérben találhatók, illetve a kórokozók és az egyéb kemotaktikus anyagok hatására a behatolás helyére mennek. Főként a végrehajtó szakaszban játszanak szerepet. Elsősorban a baktériumok elpusztítását végzik. A bekebelezésen túl granulumaik tartalmát a sejt közti térbe is tudják üríteni, ezzel jóval több kórokozót pusztítanak el. Az elpusztult, legyengült kórokozókat a makrofágok takarítják el.

A bekebelezés következménye

Falósejt spontán fagocitózisa A bekebelezés során a kórokozó megkötődik a falósejt felszínén, amely a falósejt alakjának átrendeződését indítja el. A falósejt körülfolyja a kórokozót, majd a plazmán belüli sejthártyával körülhatárolt hólyag (tulajdonképpen a külvilág a sejt belsejében) a baktériumölő granulumokkal olvad össze. Az elpusztult kórokozót tartalmazó hólyag ezután egy lebontó sejtszervecskével, a lizoszómával fúzionál, amely során az anyagok lebomlanak. Az itt keletkező fehérje-szénhidráttöredékek antigénbemutatás céljából kikerülnek a sejtfelszínre, amely beindítja a specifikus immunválaszt.
Némely baktérium vagy gomba nagyon ellenálló, vastag sejtfala van. A bekebelezés után tovább él a falósejtekben, így idült fertőzéseket (tuberkulózis, gombás betegségek) okoz. Ezen kórokozók legyőzéséhez a szervezet teljes immunvédekezésére, beleértve az ölő T-sejteket is, szükség van.

A sejtes immunitás
Eszköztár:

A sejtes immunválasz

T (ölő)-limfociták működése A sejtes immunválaszban főként falósejtek, természetes ölő (NK) valamint T4 – és T8 nyiroksejtek vesznek részt. Mindegyik sejttípus jelen van a vérben és a nyirokszervekben, és a makrofágok a szövetekben is. Megfelelő inger (pl. a kórokozó behatolása, aktivált makrofágok által elválasztott kémiai kemotaktikus anyagok) hatására a többi sejtes elem is képes a a szövetek közé vándorolni, és a gyulladásos válaszban részt venni.
A sejtes elemek jelentősége minden kórokozó elleni harcban központi jelentőségű. A makrofágok az antigén bemutató sejtek, és a végrehajtó szakaszban aktív ölő fagocitózist folytatnak, illetve ők takarítják el a fertőzés maradványait. A neutrofil granulociták elsősorban a baktériumok elpusztításában fontosak. A természetes ölő (NK) sejtek olyan nyiroksejtek, melyeknek nincs specifikus antigénreceptoruk, és a daganatsejteket támadják meg. A T4- segítő sejtek citokinekkel kormányozzák, aktiválják az immunrendszer sejtes elemeit. A T8 ölő sejtek a vírus fertőzött és daganatos sejtek közvetlen felismerését és elpusztítását végzik.

Ölő sejtek

A T8 ölő nyiroksejtek a sejtes immunitás fontos szereplői. Feladatuk a szervezet megváltozott antigén-tulajdonságú (pl. vírussal vagy más sejten belül túlélő kórokozóval fertőzött illetve daganatos) sejtjeinek felismerése, majd az ellenük indított direkt ölő folyamattal azok elpusztítása.

A célsejt felismerése a T-sejt specifikus antigénreceptorán keresztül történik. A receptor antigén kötése beindítja a T-sejt ölő mechanizmusait: granulumai nagy hatású pórusképző fehérjéket (perforinokat), fehérjebontó enzimeket és toxinokat szabadítanak a célsejtre, más sejtfelszíni molekulák és elválasztott anyagok a célsejtet az öngyilkosságra, ún. programozott sejthalálra késztetik. Egyúttal az aktivált T-sejtek (a segítő T-sejtek citokinjeinek hatására) gyors sejtosztódásnak indulnak, számuk ugrásszerűen nő. Az ölő T-sejtben rövidre záródik a specifikus antigén felismerő és a nem specifikus végrehajtó – ölő aktivitás. Ennek révén az ölő T-sejtek az immunrendszer leghatékonyabb katonái, mintegy elit alakulatot képeznek.

Hasonló hatékonyságú, de jóval szélesebb specificitású a természetes ölő (NK) sejtek működése, és elsősorban daganatos sejtek ellen irányul.

Sejtes immunitás előfordulása

A neutrofil granulociták működése A sejtes immunválasz a szervezet a sejten belül túlélő kórokozók (pl. TBC, gombák), megváltozott tulajdonságú (pl. vírusfertőzött és daganatos) sejtek vagy idegen szövetek (szervátültetés) elleni védekezés. Mindben közös, hogy az immunreakció saját, de legalábbis sejtmaggal rendelkező állati sejteket, szöveteket, egyedeket (pl. férgeket) támad meg. Ebben az esetben az antigének nem az antigén bemutató sejtek idegen antigéneket bemutató molekuláinak (MHC II) kötésében jelennek meg, hanem a saját természetes antigéneket bemutató molekulákkal (MHC I) kölcsönhatva. Ezek a bemutató molekulák minden sejt felszínén jelen vannak, mintegy személyi igazolványként bizonyítva hovatartozásukat. Ha az antigénmintázat eltér az egyed magzatkorban felismert saját természetes mintázattól, az ilyen sejt nem toleranciát vált ki, hanem immunválaszt.
A sejtes immunválaszban részt vesznek a segítő és ölő T-sejteken túl az NK sejtek is. Ők elsősorban arra érzékenyek, ha lecsökken a saját természetes antigéneket bemutató sejtfelszíni MHC I molekulák megjelenése. Ilyenkor az NK sejtek elpusztítják a személyi igazolvánnyal nem rendelkező sejteket (pl. daganatsejteket).

Ellenanyagos immunitás
Eszköztár:

A vérben szállított anyagokkal történő immunválasz

A vérben szállított anyagokkal történő védekezés nagyrészt a keringő ellenanyagokkal (immunglobulinokkal) kapcsolatos immunvédekezést jelenti. Az ellenanyagokat a B-sejtekből kialakult plazmasejtek termelik, melyek elsődlegesen a fertőzés helyén fordulnak elő.

Az ellenanyag termelés

A B-limfocita érése a nyirokcsomóban Az antitesteket a plazmasejtek a fertőzés helyén, a nyirokcsomókban, és legnagyobbrészt a lépben termelik. Az antigénnel történő első találkozáskor szükség van egy második ingerre, melyet az antigént szintén felismerő segítő T-sejt ad meg. Ez a nyirokcsomóban vagy a lépben történik meg. Ennek hatására a B-sejt osztódásnak indul és plazmasejteket hoz létre, melyek nagy mennyiségű specifikus ellenanyagot termelnek. Néhány antigén (ún. szuperantigének, ilyenek pl. a baktériumok sejtfalanyagai) a B-sejtek tömegét nem specifikusan aktiválja, ekkor nincs szükség a T-sejtekre. Ezek az antitestek nem specifikusak, erős immunválaszt és nagymértékű gyulladást okoznak.

Az immunglobulinok

Az immunglobulinok, más néven antitestek, ellenanyagok, specifikus antigénfelismerő fehérjemolekulák. Az immunglobulinok a keringő antigének elleni humorális immunreakcióban játszanak kiemelt szerepet. A specifikus antigén és a segítő T-sejt által termelt citokinek hatására a B-sejt plazmasejtté alakul, melynek fő feladata az antitest termelése. Az antitestek Y alakú molekulák, melynek V alakú végén alakul ki az antigén kötőhely (felismerés). Az Y szára pedig a szervezet sejtjeihez és a komplement rendszerhez képes kötni, és azokat aktiválni (végrehajtás).

Az immunoglobulinoknak (Ig) öt fajtája van, melyek az Y szárának különbségei alapján ismerhetők fel. Az elsődleges immunválasz során a plazmasejt IgG-t termel, majd az újrafertőzés kapcsán kezdi el a leggyakrabban előforduló igG-t termelni. Az IgA a nyálkahártyák (száj, szem, bél) felszínén gátolja meg a kórokozók bejutását, míg az IgE elsősorban allergének hatására a hízósejteket aktiválja, allergiás reakciókban vesz részt.

Az T és B immunsejtek

A B-limfociták működése Az immunfolyamat felismerési szakaszában az ellenanyagok elsősorban a B-nyiroksejtek felszínén mint antigén receptor jelennek meg. Antigén hatására a központi szakaszban plazmasejtekké alakulnak, amelyek nagy mennyiségben termelnek oldott, keringő ellenanyagokat, hogy azok a végrehajtó szakaszban fejtsék ki hatásaikat. Ugyanakkor néhány memóriasejt is kialakul, melyek felszínükön sokáig hordozzák az adott immunglobulint és biztosítják az adott antigénnel szembeni immunitást.

Az immunitás

A B-limfociták fejlődése a csontvelőben Az adaptív immunrendszer egyik figyelemreméltó képessége, hogy bizonyos tekintetben az idegrendszerhez hasonlóan viselkedik, pl. felismer speciális jeleket, erre speciális válaszokat ad, de talán legérdekesebb, hogy memóriája van: az egyszer leküzdött kórokozóra emlékszik. Ezért az úgynevezett memóriasejtek a felelősek. A memóriasejtek olyan T- és B-sejtekből keletkeznek, amelyek találkoztak egy antigénnel, és aktiválódtak. Ők az aktivált sejtekből származó nagyszámú segítő, ölő, antitest termelő sejt testvérei, kevesen vannak, és feladatik a kórokozó elpusztítása helyett az, hogy minél tovább fennmaradjanak, és hordozzák az antigént felismerő receptort. Alvó állapotban léteznek a vérben, nyirokcsomókban, de ha a kórokozó újra támad, azonnal felismerik, és sokkal gyorsabb és hatékonyabb immunválaszt indítanak, mint az első alkalommal. Ezért van az, hogy valaki egy már megkapott betegséget nem kap meg újra – hacsak nem változik meg a kórokozó tulajdonsága. Így van ez pl. az influenza vírusával, melynek új meg új változatai születnek, ismét kifognak immunrendszerünk emlékezetén.

A védőoltások

A védőoltás egy specifikus fertőző betegség ellen védelmet nyújtó immunreakció kiváltása. Megkülönböztetünk passzív és aktív védőoltást. A passzív oltásnál a kórokozó antigénjei elleni immunszérumot (immunglobulinokat) adunk a betegnek, amelyek semlegesítik a szervezetben levő, vagy azt veszélyeztető kórokozót. Az aktív védőoltás során egy ártalmatlanított kórokozót vagy annak antigénjét juttatjuk az egészséges szervezetbe, cseppek vagy injekció formájában. Az antigének ellen a fertőzés veszélye nélkül alakul ki az elsődleges immunitás, hogy egy rákövetkező valódi fertőzés ellen védettséget nyújtson. Szemben a passzív immunizálás rövid távú hatásával, az aktív immunizálás által nyújtott védettség hatása sokáig megmarad, mert memóriasejtek képződnek. Mivel az aktív immunizálás kialakulásához idő kell, egy veszélyeztetett vagy beteg embernek előnyösebb lehet a passzív immunizálás.

forrás:sulinet