Układ odpornościowy

Pierwsza linia obrony przed infekcjami

Układ odpornościowy – funkcje, budowa, rodzaje odporności

Najważniejsze cechy
i funkcje układu odpornościowego

Budowa układu immunologicznego – rola poszczególnych elementów i narządów

Rodzaje odporności – dwa systemy działania układu odpornościowego

Układ odpornościowy – funkcje, budowa, rodzaje odporności

Układ odpornościowy jako jeden z najważniejszych elementów organizmu człowieka pozwala na normalne funkcjonowanie w środowisku, gdzie każdego dnia dochodzi do kontaktów z wieloma potencjalnie niebezpiecznymi drobnoustrojami takimi jak wirusy, bakterie, pierwotniaki, grzyby czy substancje toksyczne. Dzięki układowi odpornościowemu i odpowiednim reakcjom odpornościowym nie chorujemy po każdorazowym kontakcie z niebezpiecznymi patogenami. Dodatkowo układ odpornościowy musi sobie również radzić i odpowiednio reagować na zmienione patologicznie lub zmutowane własne komórki organizmu i uruchamiać odpowiednie mechanizmy działania.

Układ odpornościowy jest skomplikowanym, złożonym z wielu współpracujących ze sobą elementów: narządów, wydzielin i różnych substancji, komórek, mechanizmów obronnych i procesów zachodzących w ramach reakcji immunologicznej. Jego nieprawidłowy rozwój w dzieciństwie lub w okresie dojrzewania oraz osłabienie różnymi czynnikami stresogennymi może jednak prowadzić do osłabienia odporności i występowania nawracających infekcji, chorób autoimmunologicznych czy nawet nowotworowych. Dodatkowo wraz z postępującym wiekiem naturalne zdolności obronne organizmu spadają, warto więc poznać zasady jego funkcjonowania, zagrożenia oraz sposoby na wzmocnienie odporności by jak najrzadziej chorować.

Najważniejsze cechy i funkcje układu odpornościowego

Jego podstawową funkcją jest obrona organizmu przed bakteriami i wirusami będącymi najczęściej przyczyną infekcji.

Zwalcza infekcje, wytwarzając odpowiednie przeciwciała, które niszczą wirusy, bakterie oraz inne patogeny

Chroni też organizm przed szkodliwymi substancjami chemicznymi czy pomaga w niwelowaniu uszkodzeń fizycznych ciała

Jego rolą jest rozpoznanie i walka z czynnikami patogennymi oraz zapobieganie wystąpieniu infekcji w przyszłości

Ma zdolność odróżniania komórek obcych od własnych, ale w patologicznych sytuacjach może potraktować swoje komórki jako obce i wtedy mogą wystąpić różne choroby autoimmunologiczne, w tym alergie.

Prawidłowo funkcjonujący układ odpornościowy oczyszcza organizm z obumarłych komórek oraz identyfikuje i likwiduje nieustannie powstające w organizmie komórki nowotworowe

Ma zdolność uczenia się – pamięć immunologiczną. Komórki odpornościowe zapamiętują antygeny z którymi już się wcześniej spotkały, a dzięki temu znacznie szybciej reagują i zapobiegają infekcjom

U zdrowych osób bez wrodzonych niedoborów odporności układ odpornościowy pełną sprawność uzyskuje dopiero po okresie dojrzewania/pełnoletniości

Z wiekiem zmniejszają się zdolności obronne organizmu (co jest związane między innymi z zanikiem grasicy), które jednak można wspierać zmieniając tryb życia, eliminując czynniki stresogenne czy poprzez wprowadzenie odpowiedniej diety i suplementację

Budowa układu
immunologicznego –
rola poszczególnych
elementów i narządów

1

Skóra i błony śluzowe

Tworzą fizyczną barierę przed wnikaniem mikroorganizmów i patogenów do organizmu
Skóra ma kwaśny odczyn nieprzyjazny bakteriom, a błony śluzowe układu pokarmowego oraz oddechowego wydzielają śluz, którego zadaniem jest unieruchomienie bakterii, wirusów, grzybów czy pierwotniaków.

2

Komórki i cząsteczki układu odpornościowego

Takie jak limfocyty (limfocyty B oraz T, komórki NK) oraz fagocyty (makrofagi, granulocyty)
Najważniejsze z nich to limfocyty. Komórki odpornościowe pełnią mają wyspecjalizowane funkcje, ale współpracują ze sobą w walce z zagrożeniem. Jedne zajmują się rozpoznawaniem zagrożenia i alarmowaniem innych komórek o pojawieniu niebezpiecznych patogenów, inne przygotowują patogeny do likwidacji (ułatwiają ich unieszkodliwienie) przez inne komórki które zabijają patogeny lub zmutowane komórki organizmu, a jeszcze inne zajmują się usunięciem szczątków patogenów lub obumarłych komórek organizmu.

3

Wydzieliny, enzymy i substancje zwalczające patogeny

Takie jak składniki łez oraz śliny, pot, łój, kwas żołądkowy oraz związki w wydzielinie pochwy, które podobnie jak kwas żołądkowy wytwarzają kwaśny odczyn zabijający bakterie.

4

Szpik kostny

Tkanka we wnętrzu jam szpikowych kości, w której powstają elementy morfotyczne krwi i kluczowe z punktu widzenia odporności białe krwinki (leukocyty). Białe krwinki rozwijają się do makrofagów i limfocytów mających zdolność do wytwarzania przeciwciał.

5

Narządy układu immunologicznego

Dzielą się na pierwotne i wtórne narządy limfatyczne. Narządy limfatyczne są siedliskiem najważniejszych komórek układu odpornościowego czyli limfocytów.

Pierwotne narządy limfatyczne

Wtórne narządy limfatyczne (obwodowe)

Pierwotne
narządy limfatyczne

Odpowiadają za rozwój limfocytów
Do pierwotnych narządów limfatycznych (centralnych) należy grasica, w której zachodzi dojrzewanie komórek szpiku kostnego oraz limfocytów T (również wykształconych w szpiku kostnym). W grasicy nabywają one swoje specjalistyczne właściwości m. in. rozpoznawania intruzów.
Limfocyty T swoją nazwę zawdzięczają właśnie grasicy (T od ang. Thymus – grasica).
Grasica eliminuje również autoreaktywne limfocyty, które mogłyby zaatakować własne komórki organizmu.
Niestety grasica wraz z wiekiem zmniejsza się (już po okresie dojrzewania) i osób starszych niemal całkowicie zanika, jednakże nie powoduje to zatrzymania procesu dojrzewania komórek odpornościowych, ale wpływa na osłabienie tego procesu.

Wtórne
narządy limfatyczne (obwodowe)

To narządy w środowisku których mogą prawidłowo funkcjonować komórki odpornościowe
Śledziona – jest największym narządem limfatycznym – produkuje przeciwciała oraz limfocyty i monocyty, bierze udział w usuwaniu przestarzałych komórek krwi (giną w niej erytrocyty i trombocyty);
Węzły chłonne – biorą udział w oczyszczaniu limfy z drobnoustrojów oraz nieprawidłowych komórek ( w tym bakterii, wirusów, grzybów i komórek nowotworowych), uczestniczą w produkcji przeciwciał oraz rozprowadzają komórki odpornościowe po organizmie;
Naczynia limfatyczne (chłonne) – dzięki nim elementy limfy mogą przenikać do układu krwionośnego
Tkanka limfatyczna przewodu pokarmowego – jest największym skupiskiem limfocytów w ludzkim organizmie;
Migdałki (tkanka chłonna w gardle) – dochodzi w nich do namnażania komórek układu odpornościowego, chronią przed infekcjami i patogenami dostającymi się z powietrza lub pokarmów.

Rodzaje odporności –
dwa systemy działania
układu odpornościowego

Sprawnie działający i nieosłabiony układ odpornościowy zabezpiecza organizm przed zachorowaniem po kontakcie z patogenami oraz zapewnia oczyszczanie organizmu z komórek, które już obumarły, czy identyfikuje i likwiduje komórki nowotworowe. Wyróżniamy dwa rodzaje – systemy działania układu odpornościowego: odporność wrodzoną oraz nabytą.

Odporność wrodzona
(nieswoista)

Najbardziej podstawowy typ obrony organizmu – tworzy pierwszą linię obrony, która zapobiega wnikaniu do organizmu patogenów poprzez zapory fizyczne czy mechaniczne, chemiczne oraz komórkowe.

Do barier fizycznych zaliczmy skórę oraz błony śluzowe przewodu pokarmowego, układu oddechowego oraz moczowo-płciowego. Nie jest on skierowany na działanie przeciwko konkretnym patogenom i nie wymaga wcześniejszego kontaktu z nimi.

Działanie mechanizmów odporności wrodzonej objawia się wystąpieniem dobrze wszystkim znanym objawów zetknięcia się z patogenami takimi jak kichanie, kaszel, łzawienie oczu, stany zapalne czy biegunka lub wymioty – jeśli one występują oznacza to, że organizm uruchomił wrodzone mechanizmy obronne i chce w ten sposób pozbyć się patogenów z organizmu. Oprócz barier mechanicznych organizm wytwarza również bariery chemiczne – enzymy, czyli substancje zwalczające patogeny i mikroorganizmy takie jak takie jak pot, łój, substancje zawarte w ślinie i łzach czy kwas solny w żołądku. Bakterie bardzo nie lubią kwaśnego środowiska, dlatego właśnie żołądek wytwarza kwas solny, który ma zadanie zabijanie bakterii, które dostają się do układu pokarmowego z pokarmem.

Czasami jednak mimo uruchomionych i działających mechanizmów i barier odporności wrodzonej patogeny nie zostają powstrzymane przez nie i uruchamiają się komórki odpornościowe wśród których najważniejszymi są białe krwinki (leukocyty) wytwarzane podobnie jak trombocyty i erytrocyty w szpiku kostnym.

Odporność nabyta
(swoista)

Rozwija się poprzez kontakt z patogenami lub poprzez szczepienia. Aby została wytworzona musi dojść do aktywacji układu immunologicznego czyli rozpoznania, a następnie zlikwidowania patogenów (bakterii, wirusów itd.) przez poszczególne komórki odpornościowe. W efekcie dochodzi do wytworzenia pamięci immunologicznej, która pozostaje w organizmie na lata a czasami nawet na całe życie.

Odporność nabyta/swoista może być czynna lub bierna. Odporność swoista czynna wykształca się po przechorowaniu danej choroby lub po podaniu szczepionki. Jest więc wynikiem mobilizacji i działania układu immunologicznego.

Natomiast odporność swoista bierna pojawia się gdy organizm bez aktywacji układu odpornościowego uzyskuje przeciwciała – np. płód w łonie matki lub z niemowlak karmiony piersią albo też w wyniku podania surowicy odpornościowej.

Bibliografia:

J. Gołąb, M. Jakóbisiak, W. Lasek, T. Stokłosa, Immunologia, Warszawa, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2012.
A. Bochenek, M. Reicher, Anatomia człowieka. Tom III. Układ naczyniowy, wyd. IX, Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2018.
K. Ostrowski, W. Bem: Histologia. Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 1995.
Nishino M., Ashiku S.K., Kocher O.L. i wsp. The thymus: a comprehensive review. RadioGraphics 2006; 26; 335–348.
A. L. Goldstein, A. Guha, M. M. Zatz. A. White: Purification and Biological Activity of Thymosin, a Hormone of the Thymus Gland. Proceedings of the National Academy of Sciences Jul 1972,69 (7)1800-1803.
Pica F. i wsp., Serum thymosin α 1 levels in patients with chronic inflammatory autoimmune diseases. Clin. Exp. Immunol., 2016, 186, 1: 39–45.
A. B. Skotnicki, J. Blicharski, J. Lisiewicz i wsp.; Wpływ preparatu TFX na parametry hematologiczne i immunologiczne u chorych z leukopeniami; Terapia i Leki, 1987, 4-5, 95- 104.
A.Dominari, D.Hathaway. D.Baralt i wsp.: Thymosin alfa 1: A comprehensive review of the literaturę, World Journal of Virology, 2020 Dec., 9(5): 67-78.
B. Balbi, M.T. Valle, S. Oddera, L. Allegra: Thymomodulin increases release of granulocyte-macrophage colony stimulating factor and of tumour necrosis factor in vitro. European Respiratory Journal, 1992, 5: 1097-1103.
R. Rezzani, C. Franco, L.F. Rodella: Thymus-Pineal Gland Axis: Revisiting Its Role in Human Life and Ageing; International Journal of Molecular Science, 2020.
https://www.nature.com/articles/d41586-021-00367-7.
www.britanica.com Blood components.
zpe.gov.pl – budowa układu odpornościowego.
Encyklopedia PWN.
https://en.wikipedia.org/wiki/T-cell_receptor.