Adaptívny imunitný systém: definícia, bunky, funkcie a imunitná pamäť
Objavte adaptívny imunitný systém: definícia, kľúčové bunky, funkcie a imunitná pamäť. Pochopte, ako telo rozpoznáva, bojuje a pamätá si patogény.
Adaptívny imunitný systém sa skladá zo špecializovaných buniek a procesov, ktoré ničia patogény alebo zabraňujú ich útoku. Na rozdiel od vrodenej imunity reaguje adaptívny systém špecificky na jednotlivé antigény a vytvára dlhodobú imunitnú pamäť.
Adaptívny imunitný systém je zapnutý evolučne starším vrodeným imunitným systémom. Tento starší systém je nešpecifický, zatiaľ čo adaptívny systém rozpoznáva konkrétne molekulárne znaky patogénov, nazývané antigény, a nasadzuje cielené mechanizmy ich odstránenia.
Zatiaľ čo vrodený imunitný systém sa nachádza u všetkých metazoí, adaptívny systém sa vyskytuje len u stavovcov. Predpokladá sa, že vznikol u prvých stavovcov s čeľusťami. U ľudí a iných stavovcov umožňuje adaptívna imunita presné rozlíšenie vlastných a cudzích štruktúr a pamätanie si predchádzajúcich infekcií.
Hlavné bunky adaptívneho imunitného systému
- B-lymfocyty (B-bunky) – produkujú protilátky (imunoglobulíny). Po aktivácii sa diferencujú na plazmatické bunky, ktoré vylučujú veľké množstvo protilátok, a na pamäťové B-bunky, ktoré zabezpečujú rýchlejší a silnejší sekundárny priestor pri opätovnom kontakte s antigénom.
- T-lymfocyty (T-bunky) – existujú rôzne typy:
- CD4+ pomocné T-bunky (Th) – koordinujú imunitnú odpoveď produkciou cytokínov a aktiváciou B-buniek a makrofágov.
- CD8+ cytotoxické T-bunky – zabíjajú infikované bunky a nádorové bunky rozpoznávajúce antigény prezentované na MHC I.
- Regulačné T-bunky (Treg) – tlmia imunitnú odpoveď a pomáhajú udržiavať toleranciu k vlastným antigénom.
- Prezentujúce bunky antigénu (APC) – napr. dendritické bunky, makrofágy a B-bunky, ktoré spracujú antigény a prezentujú ich T-bunkám na molekulách MHC (major histocompatibility complex).
Mechanizmy rozpoznania a aktivácie
Rozmanitosť receptormi adaptívneho systému vzniká procesmi ako V(D)J rekombinácia v B- a T-bunkách, čím sa vytvára obrovský repertoár receptorov schopných viazať rozličné antigény. Po rozpoznaní antigénu nasleduje:
- Prezentácia antigénu – APC spracuje antigén a prezentuje peptid na molekulách MHC I alebo MHC II.
- Aktivácia T-buniek – T-bunka rozpozná komplex MHC+peptid cez svoj TCR a ak sú splnené aj costimulačné signály, aktivuje sa a proliferuje (klonálna expanzia).
- Aktivácia B-buniek – B-bunky rozpoznajú antigén cez svoj BCR, často potrebujú pomoc od CD4+ pomocných T-buniek na plnú diferenciáciu a triedne preskakovanie (class switching).
- Somatická hypermutácia a afinitná maturácia – v centrozómoch lymfatických folikulov B-bunky podstupujú mutácie v génových oblastiach kódujúcich protilátky; selekcia zvýši afinitu protilátok k antigénu.
Funkcie adaptívnej imunity
- Humorálna imunita – sprostredkovaná protilátkami (produkcia B-bunkami). Protilátky neutralizujú toxíny, opsonizujú patogény pre fagocytózu a aktivujú komplementový systém.
- Bunkovo sprostredkovaná imunita – hlavne úlohy T-buniek pri eliminácii infikovaných buniek a pri pomoci pri aktivácii iných imunitných zložiek.
- Imunitná pamäť – po prekonanej infekcii alebo očkovaní zostávajú pamäťové B- a T-bunky, ktoré pri opätovnom stretnutí s tým istým antigénom vyvolajú rýchlejšiu a silnejšiu odpoveď (sekundárna odpoveď).
Imunitná pamäť a vakcinácia
Imunitná pamäť je jadrom účinnosti vakcín. Po primárnej expozícii antigénu vzniká pomalšia primárna odpoveď s nižšou hladinou protilátok. Pri opakovanom kontakte sa aktivujú pamäťové bunky a odpoveď je rýchlejšia a efektívnejšia (vyššie titry protilátok, rýchlejšia neutralizácia). Niektoré pamäťové plazmatické bunky pretrvávajú dlhé roky v kostnej dreni a udržujú hladinu protilátok aj bez opätovnej expozície.
Regulácia a tolerancia
Adaptívny systém má mechanizmy na zabránenie útoku na vlastné tkanivá:
- Centrálná tolerancia – počas vývoja v kostnej dreni (B-bunky) a v brzlíkovi (T-bunky) sú eliminované alebo regulované bunky, ktoré silno reagujú na vlastné antigény.
- Periférna tolerancia – regulačné T-bunky, anergia alebo apoptóza potláčajú autoreaktívne bunky, ktoré unikli centrálnemu filtrovanému procesu.
Klinický význam
- Poruchy adaptívnej imunity vedú k imunodeficienciám (náchylnosť k infekciám) alebo k autoimunitným ochoreniam, keď sa tolerancia rozbije.
- Využitie v medicíne: vakcíny (preventívne a terapeutické), monoklonálne protilátky, imunoterapia nádorov (checkpoint inhibítory, CAR‑T bunky) a transplantologická imunosupresia.
- Laboratórne merania adaptívnej imunity (protilátkové titry, počty lymfocytov, funkčné testy) sú dôležité pri diagnostike ochorení a monitorovaní liečby.
Adaptívna imunita je teda vysoko špecializovaný systém, ktorý poskytuje presné, cielene podmienené a pamäťovo zakorenené reakcie proti patogénom. Spolu s vrodenou imunitou tvorí komplexnú obranu organizmu proti infekciám a nádorom.
Obrázok jedného ľudského lymfocytu z rastrovacieho elektrónového mikroskopu (SEM).
Vrstvená obrana
Imunitný systém chráni organizmy pred infekciou pomocou viacvrstvovej obrany. Zjednodušene povedané, fyzické bariéry bránia patogénom, ako sú baktérie a vírusy, preniknúť do organizmu.
Ak patogén prekoná tieto bariéry, vrodený imunitný systém poskytne okamžitú, ale nešpecifickú odpoveď. Vrodený imunitný systém sa nachádza vo všetkých rastlinách a živočíchoch.
Ak sa patogény úspešne vyhnú vrodenej reakcii, stavovce majú tretiu vrstvu ochrany, adaptívny imunitný systém, ktorý sa aktivuje vrodenou reakciou. V tomto prípade imunitný systém prispôsobuje svoju odpoveď počas infekcie s cieľom zlepšiť rozpoznanie patogénu.
Po usmrtení patogénu pokračuje potomstvo B a T buniek. Sú pripravené na ďalšiu rýchlejšiu odpoveď. Ide o druh "imunologickej pamäte". Tieto bunky umožňujú adaptívnemu imunitnému systému pri každom stretnutí s týmto patogénom rýchlejšie a silnejšie útoky.
| Zložky imunitného systému | |
| Vrodený imunitný systém | Adaptívny imunitný systém |
| Reakcia je nešpecifická | Špecifická odpoveď na patogén a antigén |
| Expozícia vedie k okamžitej maximálnej reakcii | Čas oneskorenia medzi expozíciou a maximálnou odozvou |
| Bunkové a humorálne zložky | Bunkové (T-lymfocyty) a humorálne (protilátky) zložky |
| Žiadna imunologická pamäť | Expozícia vedie k imunologickej pamäti |
| Nachádza sa takmer vo všetkých formách života | Vyskytuje sa len u čeľustnatých stavovcov |
Vrodená aj adaptívna imunita závisí od schopnosti imunitného systému rozlišovať medzi vlastnými a cudzími molekulami. V imunológii sú vlastné molekuly tie zložky tela organizmu, ktoré dokáže imunitný systém rozlíšiť od cudzích látok. Naopak, nesamostatné molekuly sú tie, ktoré sú rozpoznané ako cudzie molekuly. Jedna trieda nesamostatných molekúl sa nazýva antigény (skratka pre generátory protilátok) a sú definované ako látky, ktoré sa viažu na špecifické imunitné receptory a vyvolávajú imunitnú odpoveď.
Funkcie
Adaptívna imunita sa u stavovcov spúšťa vtedy, keď patogén unikne vrodenému imunitnému systému a vytvorí hraničnú úroveň antigénu.
Medzi hlavné funkcie adaptívneho imunitného systému patria:
- rozpoznávanie špecifických "nesamostatných" antigénov v prítomnosti "vlastných" antigénov počas procesu prezentácie antigénov (kde makrofágy a dendritické bunky zachytávajú antigény, aby ich mohli T-lymfocyty rozpoznať).
- vytváranie reakcií, ktoré sú prispôsobené na maximálnu elimináciu špecifických patogénov alebo buniek infikovaných patogénmi.
- rozvoj imunologickej pamäte, pri ktorej si každý patogén "zapamätá" charakteristickú protilátku. Tieto pamäťové bunky sa môžu použiť na rýchle odstránenie patogénu v prípade, že sa vyskytnú ďalšie infekcie.
| Prirodzene získané | Umelo získané |
| Aktívny - antigén vstupuje do tela prirodzene | Aktívne - antigény sú zavedené do vakcín. |
| Pasívne - protilátky prechádzajú z matky na plod cez placentu alebo na dieťa cez materské mlieko. | Pasívne - vopred vytvorené protilátky v imunitnom sére sa zavádzajú injekciou. |
Otázky a odpovede
Otázka: Z čoho sa skladá adaptívny imunitný systém?
Odpoveď: Adaptívny imunitný systém sa skladá zo špecializovaných buniek a procesov.
Otázka: Ako sa aktivuje adaptívny imunitný systém?
Odpoveď: Adaptívny imunitný systém sa zapína prostredníctvom vrodeného imunitného systému.
Otázka: Aký je rozdiel medzi vrodeným a adaptívnym imunitným systémom?
Odpoveď: Vrodený imunitný systém je nešpecifický, zatiaľ čo adaptívny imunitný systém je prispôsobený špecifickým cieľom.
Otázka: U ktorých živočíchov sa nachádza vrodený imunitný systém?
Odpoveď: Vrodený imunitný systém sa nachádza u všetkých metazoí.
Otázka: U ktorých živočíchov sa nachádza adaptívny imunitný systém?
Odpoveď: Adaptívny imunitný systém sa nachádza len u stavovcov.
Otázka: Kedy vznikol adaptívny imunitný systém?
Odpoveď: Predpokladá sa, že adaptívny imunitný systém vznikol u prvých stavovcov s čeľusťami.
Otázka: Prečo sa adaptívny imunitný systém nazýva "adaptívny"?
Odpoveď: Adaptívna imunitná odpoveď dáva imunitnému systému stavovcov schopnosť rozpoznať a zapamätať si špecifické patogény a zakaždým, keď sa stretnú s konkrétnym patogénom, uskutočniť silnejší útok. Nazýva sa adaptívna imunita, pretože imunitný systém tela sa pripravuje na budúce výzvy.
Prehľadať