Imunológia: Prehľad imunitného systému, vrodená a adaptívna imunita
Imunológia: prehľad imunitného systému — vrodená a adaptívna imunita, mechanizmy obrany, imunologická pamäť a jej význam pre ochranu zdravia.
Imunológia je štúdium imunitného systému. Imunitný systém sú časti tela, ktoré pôsobia proti infekcii a parazitizmu zo strany iných živých organizmov. Imunológia sa zaoberá fungovaním imunitného systému v zdraví a pri chorobách a poruchami imunitného systému. Zahŕňa pri tom molekulárne mechanizmy rozpoznávania patogénov, bunkovú komunikáciu (prostredníctvom cytokínov a chemokínov), ako aj klinické prejavy, diagnostiku a možnosti liečby chorôb vyvolaných poruchami imunity.
Imunitný systém majú všetky rastliny a živočíchy. Vieme to, pretože biológovia našli gény, ktoré kódujú receptory podobné tollovým, u mnohých rôznych metazoí. Tieto toll-like receptory dokážu rozpoznať baktérie ako "cudzie" a sú východiskovým bodom pre imunitné reakcie. Typ imunity, ktorý sa spúšťa pomocou receptorov podobných toll-type, sa nazýva vrodená imunita. Je to preto, že je úplne zdedená v našom genóme a naplno funguje hneď, ako sa naše tkanivá a orgány správne vyvinú.
Zložky imunitného systému
Imunitný systém pozostáva z viacerých zložiek, ktoré spolupracujú:
- Fyzikálne a chemické bariéry: pokožka, sliznice, kyslosť žalúdka, enzýmy v slinách a slzách.
- Bunky vrodene imunity: fagocyty (neutrofily, makrofágy), dendritické bunky, prírodné zabíjačské bunky (NK).
- Proteíny krvného obehu: komplementový systém, prozápalové a protizápalové cytokíny.
- Bunky adaptívnej imunity: B-lymfocyty (produkcia protilátok) a T-lymfocyty (CD4+ pomocné, CD8+ cytotoxické).
- Orgány a tkanivá: kostná dreň (tvorba krviniek), týmus (zrelosť T-buniek), lymfatické uzliny, slezina a mukoza-associated lymphoid tissue (MALT).
Vrodená imunita
Vrodená imunita je prvá línia obrany, pôsobí rýchlo a nešpecificky. Mechanizmy vrodenej imunity zahŕňajú rozpoznávanie konzervovaných molekulárnych vzorov patogénov pomocou pattern recognition receptorov (napr. toll-like receptory), fagocytózu patogénov, aktiváciu komplementu a spustenie zápalovej odpovede. Dendritické bunky a makrofágy tiež fungujú ako profesionálni prezentátori antigénu — po spracovaní častí patogéna ich predkladajú na molekulách MHC, čím iniciujú adaptívnu imunitnú odpoveď.
Adaptívna imunita
Obratlovce, a len tie, majú druhý typ imunity. Nazýva sa adaptívna imunita, pretože si "pamätá" predchádzajúce infekcie. Ak sa potom tá istá infekcia vyskytne znova, reakcia je oveľa silnejšia a rýchlejšia. Táto imunologická pamäť "poskytuje obrovskú výhodu prežitia" a vďaka nej môžu stavovce "prežiť dlhý život v prostredí plnom patogénov".
Adaptívna imunita pracuje so špecifickými receptormi vytvorenými génovými rekombináciami (u B a T buniek). B-lymfocyty produkujú protilátky, ktoré neutralizujú patogény a označujú ich na zničenie. T-lymfocyty rozpoznávajú peptidové fragmenty viazané na MHC molekulách a zabezpečujú pomocné signály (CD4+) alebo priamu elimináciu infikovaných buniek (CD8+).
Po prekonaní infekcie sa časť aktivovaných B a T buniek diferencuje na pamäťové bunky. Tieto pamäťové populácie zostávajú v tele dlhodobo a pri opätovnom vstupe toho istého patogéna umožnia rýchlu a efektívnu odpoveď — princíp, na ktorom sú založené očkovania.
Interakcia medzi vrodenou a adaptívnou imunitou
Vrodená a adaptívna imunita sú úzko prepojené. Vrodené mechanizmy rýchlo obmedzia šírenie patogéna a poskytnú signály, ktoré formujú a nasmerujú adaptívnu odpoveď. Naopak, efektory adaptívnej imunity (protilátky, cytotoxické T-bunky) dokážu cielene vyradiť patogény, ktoré vrodená imunita sama neodstráni.
Klinické aspekty a poruchy imunity
Poruchy imunitného systému majú rôzne podoby:
- Imunodeficiencie: vrodené alebo získané stavy (napr. HIV infekcia), pri ktorých je znížená schopnosť brániť sa infekciám.
- Autoimunitné choroby: imunitný systém omylom útočí na vlastné tkanivá (napr. reumatoidná artritída, lupus).
- Prehnané reakcie (alergie, anafylaxia): nadmerná odpoveď na neškodné antigény.
Imunológia je tiež základom moderných medicínskych postupov — od vývoja vakcín, cez imunoterapiu nádorov (napr. kontrolné bodové inhibitory) až po transplantologiu (imunosupresívna liečba pri transplantáciách orgánov).
Výskum a perspektívy
Súčasný výskum v imunológii sa zameriava na pochopenie mechanizmov imunologickej pamäte, presné modulovanie imunitných odpovedí pri autoimunitných ochoreniach a rakovine, ako aj na vývoj nových vakcín (napr. mRNA vakcíny) a imunoterapií. Lepšie porozumenie interakcií medzi mikrobiotom a imunitou prináša nové možnosti prevencie a liečby chorôb.
Imunológia ako disciplína preto spája molekulárnu biológiu, bunkovú biológiu, klinickú medicínu a verejné zdravotníctvo s cieľom chrániť zdravie a zlepšovať výsledky liečby pri infekčných, autoimunitných a nádorových chorobách.
Typy imunity u stavovcov
Vrodená imunitná odpoveď
Vrodeným imunitným systémom sa zvyčajne rozumejú všetky bunky a systémy, ktoré nemusia byť vystavené konkrétnemu patogénu, aby mohli pracovať.
Vrodená imunita sa začína na koži, ktorá je vynikajúcou bariérou proti infekcii.
Adaptívna imunitná odpoveď
Adaptívny imunitný systém zahŕňa bunky a systémy, ktoré vyžadujú predchádzajúce vystavenie patogénu. Vysvetľuje jedinečnú schopnosť imunitného systému cicavcov zapamätať si predchádzajúce infekcie a vytvoriť rýchlu a silnú reakciu na sekundárne infekcie. Táto imunologická pamäť je spôsobená biológiou T-buniek a B-buniek.
Iné aspekty imunity
Vakcíny posilňujú získaný imunitný systém tým, že ponúkajú slabé formy infekcie, s ktorými môže telo bojovať. Systém si zapamätá, ako to urobiť znova, keď dôjde k silnejšej infekcii. Ak vakcína funguje, telo potom môže bojovať so závažnou infekciou.
Distribúciu vakcín a iných liekov ovplyvňujúcich imunitný systém možno považovať za ďalšiu úroveň získaného imunitného systému, ktorá sa riadi prístupom k očkovaniu a medicíne vo všeobecnosti. Prepojenie tejto problematiky so šírením chorôb (ako sa skúma v epidemiológii) je súčasťou oblasti verejného zdravia.
Chyby a nedostatky
Chyby imunitného systému môžu spôsobiť poškodenie. Pri autoimunitných ochoreniach telo napáda časti seba samého, pretože systém považuje niektoré časti tela za "cudzie". Niektoré druhy artritídy sú spôsobené týmto spôsobom.
Niekedy sa vážne patogény dostanú dovnútra, pretože ich povrch je zamaskovaný ako niečo, čo bunkové steny hostiteľa dokážu prijať. Takto fungujú vírusy. Po vstupe do bunky ich genetický materiál ovláda bunku. Infekcie ako HIV sa takto dostanú dovnútra a potom napadnú bunky, ktoré sú základom imunitného systému. Na obnovenie funkcie imunitného systému v tele napadnutom vírusom HIV a zabránenie vzniku AIDS sa často používajú umelé prostriedky. Ide o jednu z najzložitejších otázok v imunológii, pretože zahŕňa všetky úrovne tohto systému. Tento výskum v 80. a 90. rokoch minulého storočia radikálne zmenil pohľad na imunitný systém človeka, jeho funkcie a integráciu v ľudskom tele.
História imunológie
Imunológia je veda, ktorá skúma štruktúru a funkciu imunitného systému. Vznikla na základe medicíny a prvých štúdií o príčinách vzniku imunity voči chorobám. Prvá známa zmienka o imunite sa objavila počas morovej epidémie v Aténach v roku 430 pred Kr. Thukydides (460 - 395 pred n. l.) si všimol, že ľudia, ktorí sa zotavili z predchádzajúceho záchvatu niektorých chorôb, mohli ošetrovať chorých bez toho, aby sa druhýkrát nakazili.
V 18. storočí Pierre-Louis Moreau de Maupertuis robil pokusy s jedom škorpióna a zistil, že niektoré psy a myši sú voči tomuto jedu imúnne. Toto a ďalšie pozorovania získanej imunity viedli Louisa Pasteura (1822 - 1895) k rozvoju očkovania a zárodočnej teórie chorôb. Pasteurova teória bola v priamom rozpore so súčasnými teóriami chorôb, ako napríklad teóriou miasmy. Až dôkazy Roberta Kocha (1843 - 1910) uverejnené v roku 1891 (za ktoré mu bola v roku 1905 udelená Nobelova cena) potvrdili, že mikroorganizmy sú príčinou infekčných chorôb. Vírusy boli potvrdené ako ľudské patogény v roku 1901, keď Walter Reed (1851 - 1902) objavil vírus žltej zimnice.
Koncom 19. storočia dosiahla imunológia vďaka rýchlemu vývoju veľký pokrok v oblasti štúdia humorálnej imunity a bunkovej imunity. Obzvlášť dôležitá bola práca Paula Ehrlicha (1854 - 1915), ktorý navrhol teóriu bočných reťazcov na vysvetlenie špecifickosti reakcie antigén-protilátka. Nobelovu cenu za rok 1908 získali spoločne Ehrlich a zakladateľ bunkovej imunológie Ilja Mečnikov (1845 - 1916).
Najjednoduchšou formou imunity je reštrikčný systém DNA v baktériách, ktorý zabraňuje infekcii bakteriofágmi.
Súvisiace stránky
- Lymfatický systém
- Biele krvinky
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je to imunológia?
Odpoveď: Imunológia je štúdium imunitného systému rastlín a zvierat.
Otázka: Čo je to imunitný systém?
Odpoveď: Imunitný systém je súbor orgánov, tkanív a buniek, ktoré chránia telo pred infekciami spôsobenými inými živými organizmami.
Otázka: Čím sa zaoberá imunológia?
Odpoveď: Imunológia sa zaoberá fungovaním imunitného systému pri zdraví a chorobách a poruchami imunitného systému.
Otázka: Nachádzajú sa toll-like receptory len u zvierat?
Odpoveď: Nie, toll-like receptory sa nachádzajú u mnohých rôznych metazoí, rastlín aj živočíchov.
Otázka: Čo je vrodená imunita?
Odpoveď: Vrodená imunita je typ imunity, ktorý je zdedený v našich génoch a naplno funguje hneď, ako sú naše tkanivá a orgány správne vyvinuté. Spúšťajú ju receptory podobné tollovým.
Otázka: Čo je adaptívna imunita?
Odpoveď: Adaptívna imunita je typ imunity, ktorá si "pamätá" predchádzajúce infekcie. Ak sa tá istá infekcia vyskytne znova, reakcia je oveľa silnejšia a rýchlejšia.
Otázka: Ktorý typ imunity "poskytuje obrovskú výhodu prežitia"?
Odpoveď: Adaptívna imunita "poskytuje obrovskú výhodu prežitia", pretože umožňuje stavovcom prežiť dlhý život v prostredí plnom patogénov.
Prehľadať