Imunoloģija: imūnsistēma, iedzimtā un adaptīvā imunitāte
Imunoloģija: saprotiet imūnsistēmas darbību, iedzimto un adaptīvo imunitāti — kā organisms cīnās un "atceras" infekcijas, nodrošinot ilgtspējīgu aizsardzību.
Imunoloģija ir pētījums par imūnsistēmu. Imūnsistēma ir organisma daļas, kas darbojas pret citu dzīvu būtņu infekcijām un parazītismu. Imunoloģija skaidro, kā darbojas šīs aizsardzības sistēmas — no šūnu mijiedarbības un molekulāriem signāliem līdz slimību attīstībai, vakcinācijai un imūnterapijai. Tā arī pēta imūnsistēmas darbības traucējumus, piemēram, alerģijas, autoimūnas slimības un imūndeficītus.
Imūnsistēmas galvenās sastāvdaļas
- Fiziskās un ķīmiskās barjeras: āda, gļotādas, kuņģa skābums un sekrēti, kas kavē mikroorganismu iekļūšanu.
- Šūnas: fagocīti (neitrofīli, makrofāgi), dendrītiskās šūnas, naturālās slepkavnieciskās (NK) šūnas, kā arī adaptīvās imunitātes šūnas — B un T limfocīti.
- Molekulas: antitēmas (imūnglobulīni), komplementa sistēma, citokīni un ķīmokīni, proteāzes un citas efektorstruktūras, kas palīdz atpazīt un iznīcināt patogēnus.
- Limfātiskā sistēma: limfmezgli, liesa, timuss un limfātiskie audu klasteri, kuros notiek imūnšūnu aktivācija un klonālā izplešanās.
- Mikrobioma: mūsu mikroorganismu kopums, kas palīdz trenēt imūnsistēmu un konkurē ar patogēniem.
Iedzimtā imunitāte
Visiem augiem un dzīvniekiem ir imūnsistēma. Mēs to zinām, jo biologi ir atraduši gēnus, kas kodē nodevu tipa receptorus daudzos dažādos metazoans. Šie toll-like receptori var atpazīt baktērijas kā "svešas" un ir imūnās reakcijas sākumpunkts. Imunitātes veidu, ko iedarbina toll-like receptori, sauc par iedzimto imunitāti. Tas ir tāpēc, ka tā ir pilnībā iedzimta mūsu genomā un sāk pilnvērtīgi darboties, tiklīdz mūsu audi un orgāni ir pareizi attīstījušies.
Iedzimtā imunitāte darbojas ātri un nespecifiski: tā atpazīst plašas patogēnu pazīmes (PAMPs) ar tā sauktajiem PRR receptoriem (piemēram, TLR), izsauc iekaisumu, iesaista fagocītus un aktivē komplementu. Šī sistēma nodrošina pirmo aizsardzības līmeni un bieži ierobežo infekciju pirms adaptīvās imūnās atbildes iesaistes.
Adaptīvā imunitāte
Tikai mugurkaulniekiem ir otra veida imunitāte. To sauc par adaptīvo imunitāti, jo tā "atceras" iepriekšējās infekcijas. Tad, ja tā pati infekcija atkārtojas, reakcija ir daudz spēcīgāka un ātrāka. Šī imunoloģiskā atmiņa "dod milzīgas izdzīvošanas priekšrocības", un ar tās palīdzību mugurkaulnieki "var izdzīvot ilgu mūžu patogēnu pilnā vidē".
Adaptīvā imunitāte balstās uz specifisku receptoru klāstu, ko ģenerē B un T limfocīti. B šūnas ražo antitēmas, kas saistās ar konkrētiem antigēniem, neitralizē mikrobus vai atzīmē tos fagocītām. T šūnas ietver palīdzētājus (helper T), kas koordinē imūnreakciju, un citotoksiskās T šūnas, kas nogalina inficētas šūnas. Adaptīvā imunitāte izmanto klonālo selekciju: retas antigēnu atpazīstošas šūnu klases izplešas un veido ilglaicīgus atmiņas šūnu rezervuārus.
Vakcinācija izmanto šo atmiņu — ievadot drošu antigēna formu, tiek izveidotas atmiņas šūnas bez smagas slimības, tādējādi nākotnē nodrošinot ātru un efektīvu aizsardzību. Ir arī pasīvā imunitāte (piem., mātes antitēdu pāreja uz jaundzimušo vai medicīniskas antitoksīna/antitēmas injekcijas), kas nodrošina īslaicīgu aizsardzību bez organisma paša atmiņas veidošanas.
Imūnsistēmas traucējumi un klīniskā nozīme
- Alerģijas: pārmērīga imūnreakcija uz parasti nekaitīgiem faktoriem (ziedputekšņi, pārtika u.c.), kas izraisa ādas, elpošanas vai sistēmiskus simptomus.
- Autoimūnas slimības: imūnsistēma kļūdaini atpazīst pašas organisma strukturālās daļas kā svešas (piem., reimatoīdais artrīts, 1. tipa cukura diabēts).
- Imūndeficīti: iedzimti vai iegūti stāvokļi (piem., HIV infekcija), kas vājina spēju cīnīties ar infekcijām.
- Transplantācijas jautājumi: imūnsistēma var atgrūst transplantētu orgānu; imūnsupresanti samazina šo risku, bet palielina infekciju iespējas.
- Imūnterapija un vēža ārstēšana: modernās metodes (piemēram, checkpoint inhibitoru vai CAR-T terapijas) mērķē imūnsistēmas spējas atpazīt un iznīcināt vēža šūnas.
Imunoloģija ir starpdisciplināra joma, kas sasaista molekulāro bioloģiju, mikrobioloģiju, klīnisko medicīnu un epidemioloģiju. Sapratne par imūnsistēmu ir būtiska gan slimību profilaksei (vakcinācija), gan ārstēšanai (imūnmodulācija), kā arī jaunu terapiju izstrādei. Imūnsistēma ir dinamiska un tā ir pakļauta ietekmei no vides, ģenētikas un mikroorganismu kopienas organismā — tās līdzsvars ir svarīgs veselībai.
Imunitātes veidi mugurkaulniekiem
Iedzimta imūnā reakcija
Ar iedzimto imūnsistēmu parasti saprot visas šūnas un sistēmas, kurām nav jābūt pakļautām konkrēta patogēna iedarbībai, lai tās varētu darboties.
Iedzimtā imunitāte sākas ar ādu, kas ir lieliska barjera pret infekciju.
Adaptīvā imūnā atbilde
Adaptīvā imūnsistēma ietver šūnas un sistēmas, kurām nepieciešama iepriekšēja saskarsme ar patogēnu. Tā izskaidro zīdītāju imūnsistēmas unikālo spēju atcerēties iepriekšējās infekcijas un ātri un spēcīgi reaģēt uz sekundārām infekcijām. Šī imunoloģiskā atmiņa ir saistīta ar T- un B-šūnu bioloģiju.
Citi imunitātes aspekti
Vakcīnas stiprina iegūto imūnsistēmu, piedāvājot vājas infekcijas formas, ar kurām organisms var cīnīties. Sistēma atceras, kā to darīt vēlreiz, kad notiek spēcīgāka infekcija. Ja vakcīna iedarbojas, organisms tad var cīnīties ar nopietnu infekciju.
Vakcīnu un citu imūnsistēmu ietekmējošu zāļu izplatīšanu var uzskatīt par vēl vienu iegūtās imūnsistēmas līmeni, ko regulē vakcinācijas un medicīnas pieejamība kopumā. To mijiedarbība ar slimības izplatību (kā to pēta epidemioloģija) ir sabiedrības veselības jomas daļa.
Kļūdas un trūkumi
Imūnsistēmas kļūdas var izraisīt bojājumus. Autoimūno slimību gadījumā organisms uzbrūk savām ķermeņa daļām, jo sistēma dažas ķermeņa daļas kļūdaini uzskata par "svešām". Šādi tiek izraisīti daži artrīta veidi.
Dažreiz nopietni patogēni ieslīd iekšā, jo to virsma ir maskēta tā, ka saimnieka šūnu sieniņas to var pieņemt. Tā darbojas vīrusi. Nonākot šūnā, to ģenētiskais materiāls kontrolē šūnas darbību. Tādas infekcijas kā HIV iekļūst šādā veidā un tad uzbrūk šūnām, kas ir imūnsistēmas pamatā. Lai atjaunotu imūnsistēmas darbību HIV skartajā organismā un novērstu AIDS rašanos, bieži tiek izmantoti mākslīgi līdzekļi. Šis ir viens no sarežģītākajiem jautājumiem imunoloģijā, jo tas skar visus šīs sistēmas līmeņus. Šie pētījumi pagājušā gadsimta 80. un 90. gados radikāli mainīja priekšstatu par cilvēka imūnsistēmu un tās funkcijām un integrāciju cilvēka organismā.
Imunoloģijas vēsture
Imunoloģija ir zinātne, kas pēta imūnsistēmas struktūru un funkcijas. Tās pirmsākumi meklējami medicīnā un agrīnajos pētījumos par imunitātes pret slimībām cēloņiem. Pirmā zināmā imunitātes pieminēšana notika Atēnu mēra laikā 430. gadā pirms mūsu ēras. Tukidīds (460-395 g. p. m. ē.) atzīmēja, ka cilvēki, kuri bija izveseļojušies no iepriekšējām dažām slimībām, varēja kopt slimniekus, otrreiz nesaslimstot.
18. gadsimtā Pjērs-Luī Moreo de Mopertjē veica eksperimentus ar skorpionu indi un novēroja, ka daži suņi un peles ir imūni pret šo indi. Šis un citi iegūtās imunitātes novērojumi ļāva Luijam Pastēram (Louis Pasteur, 1822-1895) izstrādāt vakcināciju un slimību baktēriju teoriju. Pastēra teorija bija tiešā pretrunā ar mūsdienu slimību teorijām, piemēram, miasmas teoriju. Tikai pēc 1891. gadā Roberta Koha (1843-1910) publicētajiem pierādījumiem (par kuriem viņam 1905. gadā piešķīra Nobela prēmiju) tika apstiprināts, ka mikroorganismi ir infekcijas slimību cēlonis. Vīrusus kā cilvēku patogēnus apstiprināja 1901. gadā, kad Valters Rīds (1851-1902) atklāja dzeltenā drudža vīrusu.
19. gadsimta beigās imunoloģija strauji attīstījās, pētot humorālo imunitāti un šūnu imunitāti. Īpaši nozīmīgs bija Paula Ērliha (Paul Ehrlich, 1854-1915) darbs, kurš ierosināja sānu ķēžu teoriju, lai izskaidrotu antigēna un antivielas reakcijas specifiskumu. Nobela prēmiju 1908. gadā kopā ar Ērlihu saņēma šūnu imunoloģijas pamatlicējs Iļja Mečņikovs (1845-1916).
Vienkāršākais imunitātes veids ir baktēriju DNS ierobežošanas sistēma, kas novērš inficēšanos ar bakteriofāgiem.
Saistītās lapas
- Limfātiskā sistēma
- Baltās asins šūnas
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir imunoloģija?
A: Imunoloģija ir pētījumi par augu un dzīvnieku imūnsistēmu.
J: Kas ir imūnsistēma?
A: Imūnsistēma ir orgānu, audu un šūnu kopums, kas aizsargā organismu no citu dzīvo organismu infekcijām.
J: Ar ko nodarbojas imunoloģija?
A: Imunoloģija nodarbojas ar imūnsistēmas darbību veselības un slimību gadījumā, kā arī ar imūnsistēmas darbības traucējumiem.
J: Vai nodevas tipa receptori ir sastopami tikai dzīvniekiem?
A: Nē, Toll līdzīgi receptori ir sastopami daudzos dažādos metazoos - gan augos, gan dzīvniekos.
J: Kas ir iedzimtā imunitāte?
A: Iedzimtā imunitāte ir imunitātes veids, kas ir iedzimta mūsu gēnos un pilnībā darbojas, tiklīdz mūsu audi un orgāni ir pareizi attīstījušies. To aktivizē nodevas tipa receptori.
J: Kas ir adaptīvā imunitāte?
A: Adaptīvā imunitāte ir imunitātes veids, kas "atceras" iepriekšējās infekcijas. Ja tā pati infekcija atkārtojas, reakcija ir daudz spēcīgāka un ātrāka.
J: Kurš imunitātes veids "sniedz milzīgas izdzīvošanas priekšrocības"?
A: Adaptīvā imunitāte "sniedz milzīgas izdzīvošanas priekšrocības", jo tā ļauj mugurkaulniekiem izdzīvot ilgu mūžu patogēnu pārpildītā vidē.
Meklēt