Имунен отговор

Имунната система е еволюирала, за да предпази гостоприемника от вселената от патогенни микроби, които постоянно се развиват, тя също помага на домакина да елиминира токсичните или алергенни вещества навлизащи през лигавичните повърхности. Основна функция на имунната система е способността и да различава собствените си клетки от чуждородните частици и микроорганизми. Организмът използва както вродени, така и придобити механизми за откриване и елиминиране на патогенните микроби. Имунният отговор е реакцията на организма, осъществена от неговата имунна система, която се активира от антигени. Имунният отговор може да включва имунитет към патогенни микроорганизми и продукти, както и автоимунност към собствени антигени, алергии и отхвърляне на присадки. В този процес основните участващи клетки са Т- и В-лимфоцитите и макрофагите. В-клетките узряват и произвеждат имуноглобулини (известни също като антитела), които реагират с антигените. В същото време макрофагите обработват антигените в имуногенни единици, които стимулират В-лимфоцитите да се диференцират в антитяло-секретиращи плазмени клетки, стимулирайки Т-клетките да освобождават лимфокини.

Системата на комплемента е биохимична каскада, която атакува повърхностите на чуждородните клетки. Той съдържа над 20 различни белтъка. Комплемента е основният хуморален компонент на вродения имунен отговор. При човека този отговор се активира чрез комплементарно свързване с антитела, които са прикрепени към тези микроорганизми или свързването на протеини на комплемента с въглехидрати върху повърхноста на микробите. Този сигнал за разпознаване задейства бърз отговор. Скоростта на отговора е резултат от усилване на сигнала, което се проявява след последователно протеолитично активиране на молекулите на комплемента, които също са протеази. След като белтъците на комплемента се свържат с микробите, те активират тяхната протеазна активност, която от своя страна активира други комплементарни протеази. Това създава каталитична каскада, която усилва първоначалния сигнал. Каскадата води до производството на пептиди, които привличат имунните клетки, повишават съдовата пропускливост и покриват повърхността на патогена, като го обозначават за унищожаване. Комплемента усилва имунния отговор и се активира в резултат на взаимодействието между антигена и антитялото. Първият контакт с който и да е антиген повишава чувствителността на индивида и поощрява първичния имунен отговор. При повторна среща със същия антиген се осъществява по-бърза и масивна реакция, наречена вторичен имунен отговор.

Възпалението е един от първите отговори на имунната система спрямо инфекцията. Симптомите на възпаление са зачервяване, подуване, затопляне и болка, които се причиняват от увеличения приток на кръв към тъканта. Възпалението се предизвиква от ейкозаноиди и цитокини, които се освобождават от увредените или инфектирани клетки. Ейкозаноидите включват простагландини, които предизвикват повишена температура и разширяване на кръвоносните съдове и левкотриени, които привличат определени бели кръвни клетки (левкоцити). Общите цитокини включват интерлевкини, които са отговорни за комуникацията между белите кръвни клетки, хемокини, които подпомагат хемотаксиса и интерферони, които имат антивирусни ефекти, като спиране на протеиновия синтез в клетката-гостоприемник. Факторите на растежа и цитотоксичните фактори също могат да бъдат освободени. Тези цитокини набират имунни клетки на мястото на инфекцията и насърчават заздравяването на всяка увредена тъкан след отстраняване на патогените. Много различни имунни клетки могат да участват в процеса на възпаление. Те отделят различни вещества наречени медиатори на възпалението каквито са тъканните хормони брадикинин и хистамин. Още отбранителни клетки също се донасят заедно с кръвта към увредената тъкан. Двата хормона също могат да предизвикат сигнали за болка, които да бъдат изпратени до ЦНС. Възпалителните медиатори притежават още една функция - увеличават пропускливостта на съдовете, така че повече отбранителни клетки могат да навлязат в засегнатата тъкан.

Лигавиците от своя страна освобождават повече течност по време на възпаление. Това се случва например, когато имате запушен нос и възпалени назални лигавици. Тогава назалните секрети могат да помогнат при бързото отделяне на вирусите от тялото.

Възпалението може да причини и хронични заболявания. Възпалението не винаги е полезен отговор на тялото. При определени заболявания, имунната система по грешка се бори срещу собствените си клетки, причинявайки вредни възпалителни реакции. Те включват:

• Ревматоиден артрит;
• Псориазис;
• Възпаления на чревната лигавица като болестта на Crohn или улцерозен колит.

Тези заболявания се наричат хронични възпалителни заболявания и могат да продължат с години или дори през целия си живот на индивида в различна степен на тежест и активност. Свръх активният имунен отговор може да доведе до развитието на автоимунни заболявания, при които антитела се образуват срещу собствените тъкани на тялото.

Усложненията от променените имунни отговори включват:

• Алергия и реакции на свръхчувствителност;
• Анафилаксия, животозастрашаваща алергична реакция;
• Автоимунни заболявания;
• Усложнения при трансплантация.

Имунният отговор осъществен от страна на придобития имунитет е антиген-специфичен и изисква разпознаване на специфични антигени по време на процес, наречен антигенно представяне. Антигенната специфичност позволява генерирането на отговори, които са съобразени със специфични патогени или инфектирани с патоген клетки. Способността за монтиране на тези придобити отговори се поддържа в тялото благодарение на действието на паметовите клетки. Ако патогенът инфектира тялото повече от веднъж, тези клетки се използват за бързото му елиминиране.

Клетките на придобития имунитет са специални видове левкоцити, наречени лимфоцити. В- и Т-лимфоцитите са основните типове лимфоцити и са получени от хематопоетичните стволови клетки в костния мозък. В-клетките участват в хуморалния имунен отговор, докато Т-клетките участват в клетъчно-медиирания имунен отговор.

Както В-клетките, така и Т-клетките носят рецепторни молекули, които разпознават специфични цели. Т-лимфоцитите разпознават патогена след като антигените са били обработени и представени в комбинация с молекула от главния комплекс на тъканна съвместимост (МНС). Съществуват два основни подтипа на Т-клетки - Т-килъри Т-хелперни клетки. В допълнение съществуват регулаторни Т-клетки, които имат роля в модулирането на имунния отговор. Т-килърите разпознават само антигени, свързани с молекули от клас I MHC, докато помощните Т-клетки и регулаторните разпознават само антигени, свързани с молекули от клас II MHC. Тези два механизма на представяне на антигените отразяват различните роли на двата типа Т-лимфоцити. За разлика от тях, В-клетъчният антиген-специфичен рецептор разпознава цели патогени без необходимост от антигенна обработка. Всяка линия на В-клетките експресира различно антитяло, така че пълният набор от В-клетъчни антигенни рецептори представляват всички антитела, които тялото може да произведе. Когато В-и Т-лимфоцитите са активирани и започнат да се реплицират, някои от техните потомци стават клетки с дълъг живот (long-lived memory cells). Тези клетки на паметта запомнят всеки специфичен патоген и могат да окажат силен отговор, ако патогенът отново се открие. Това е вид адаптация, защото се случва по време на живота на индивида и подготвя имунната система за бъдещи инфекции. Имунологичната памет може да бъде под формата на пасивна краткосрочна памет или активна дългосрочна памет.

Пасивна памет

Новородените са особено уязвими към инфекция. Няколко слоя пасивна защита се осигуряват от майката. По време на бременността конкретен тип антитяло наречено IgG се транспортира от майката на бебето директно през плацентата. Кърмата и коластрата също съдържат антитела, които се прехвърлят на новороденото и предпазват от бактериални инфекции. Това е пасивен имунитет, тъй като бебето всъщност не произвежда собствени клетки или антитела, а само ги заема. Този пасивен имунитет обикновено е краткосрочен и трае до няколко месеца (около 6 месеца). Защитният пасивен имунитет може също да бъде прехвърлен изкуствено от един индивид на друг чрез богат на антитела серум.

Активна памет

Дългосрочната активна памет се придобива след инфекция чрез активиране на В- и Т-клетките. Активният имунитет може да бъде генериран изкуствено чрез ваксинация. Принципът на ваксинация (имунизация) е въвеждането на антиген от патоген, за да се стимулира имунната система и да се развие специфичен имунитет срещу този конкретен патоген, без да се причинява заболяване свързано с този организъм. Това умишлено индуциране на имунен отговор е успешно, защото използва естествената специфичност на имунната система, както и нейната индуцируемост.