Uporabnik:Luka11235/Immune system

Prirojeni imunski sistem

Mikroorganizmi in toksini, ki uspešno vstopijo v organizem, se srečajo s celicami in mehanizmi prirojenega imunskega odziva. Le-tega navadno sproži vezava mikroba na receptorje za prepoznavo molekularnih vzorcev PRR (pattern recognition receptors), ki prepoznavajo komponente, prisotne pri širokem spektru mikroorganizmov. Sprožijo ga tudi poškodovane celice in celice pod stresom, katerih (nekatere) signale prepoznajo prepoznajo isti receptorji kot za patogene. Prirojena obramba ni specifična, kar pomeni, da se na patogene odzive nespecifično. Ne zagotavlja dolgotrajne imunosti proti patogenu. V večini organizmov je prirojeni imunski sistem dominantni sistem za zaščito gostitelja.

Površinske ovire

Organizme pred okužbami ščitijo številne različne zunanje bariere - mehanske, kemične in biološke. Voskasta kutikula na večini rastlinskih listov, zunanje ogrodje pri žuželkah, lupina in membrane na izvaljenem jajcu in koža so primeri mehanskih ovir, ki predstavljajo prvi sloj obrambe pred okužbami. Ker pa organizmi niso povsem ločeni od svojega okolja, so se v okolici telesnih odprtin (pljuča, črevesje, sečila, itn.) razvili tudi drugi sistemi obrambe. Kašljanje in kihanje predstavlja mehansko izmetavanje patogenov in drugih dražljivih snovi iz dihalnega trakta. Solze in urin izplavljajo patogene, medtem ko jih sluz v dihalnem in prebavnem traktu ujame.

Tudi kemične ovire ščitijo pred okužbami. Koža in dihalne poti izločajo protimikrobne peptide, kot so β-defenzini. Encimi, kot so lizocim in fosfolipaza A2 v solzah, slini in materinem mleku so prav tako protibakterijske učinkovine. Vaginalni izločki služijo po menarhi kot kemična ovira naslednje, saj postanejo rahlo kisli. Semenska tekočina vsebuje defenzine in cink za ubijanje patogenov. V želodcu delujejo želodčna kislina in proteaze kot močna kemična obramba pred zaužitimi patogeni.

V sečilih in prebavnem traktu se nahaja komensalna bakterijska flora, ki služi kot biološka ovira, saj poteka tekma za hrano in prostor s patogenimi organizmi, včasih tudi s spreminjanjem pH in količine razpoložljivega železa. Zaradi tega simbiotskega razmerja med komensali in imunskim sistemom je verjetnost, da bodo patogeni dosegli zadostno številčnost za povzročitev bolezni, zmanjšana. Ker pa večina antibiotikov precej nespecifično cilja na bakterije in hkrati ne učinkuje na glive, lahko peroralni antibiotiki vodijo do glivičnih okužb, kot so vaginalne kandidoze (okužba s plesnijo). Obstajajo zadostni dokazi, da lahko s probiotiki, kot so čiste kulture rodu Lactobacillus iz nepasteriziranega jogurta, dosežemo povrnitev zdravega ravnovesja v mikrobni populaciji po črevesni infekciji, podobne učinke pa lahko dosežemo tudi pri bakterijskem gastroenteritisu, kronični vnetni črevesni bolezni, okužbah sečil in okužbah po operacijah.

Vnetje

Vnetje je eden prvih odzivov imunskega sistema na okužbo. Simptomi vnetja so rdečina, otekanje, toplota na otip in bolečine, ki so posledica povečanega krvnega pretoka skozi tkivo. Vnetje proizvaja eikozanoidi in citokinov, ki se sproščajo iz poškodovanih in okuženih celic. Med eikozanoide štejemo med drugim prostaglandine, ki povzročajo dvig telesne temperature in dilatacijo krvnih žil, povezano z vnetjem, in levkotriene, ki pritegnejo nekatere bele krvne celice (levkocite). Pogosti citokini so interlevkini, odgovorni za komunikacijo med levkociti, kemokini, ki povzročajo kemotakso (gibanje, ki ga izzove kemični stimulant), in interferoni s protivirusnim delovanjem, kot je zaviranje sinteze proteinov v gostiteljski celici. Včasih se sproščajo tudi rastni dejavniki in citotoksični faktorji. Citokini in druge molekule privlačijo imunske celice na mesto okužbe in spodbujajo zdravljenje poškodovanega tkiva po odstranitvi patogenov.

Sistem komplementa

Sistem komplementa je biokemijska kaskada reakcij, usmerjenih v napad na površino tuje celice. Takšno ime je dobil, ker komplementira/dopolnjuje druge mehanizme ubijanja patogenov. Vključuje preko 20 proteinov in je pomembna humoralna komponenta prirojenega imunskega sistema. Veliko vrst organizmov poseduje svojevrstne sisteme komplementa, med njimi tudi ne-sesalci, kot so rastline, ribe in nekateri nevretenčarji.

Pri ljudeh ga sproži vezava komplementa na protitelesa, ki so vezana na mikrobe, ali vezava proteinov sistema komplementa na ogljikove hidrate na površini mikroba. Takšen signal prepoznave sproži hiter ubijalski odziv. Hitrost odziva je posledica ojačitve, ki se zgodi zaradi sosledne proteolitske aktivacije molekul komplementa, iz katerih nastanejo nove proteaze. Po tem, ko se proteini komplementa sprva vežejo na mikrob, aktivirajo svojo proteazno aktivnost, ki posledično aktivira druge proteaze komplementa, itn. To privede do katalitske kaskade, ki ojača prvotni signal kot pri nadzorovani pozitivni povratni zanki, nastanejo pa tudi peptidi, ki privlačijo imunske celice, povečajo permeabilnost kapilarne stene in opsonizirajo (obdajo) površino patogena, s čimer ga označijo za uničenje. Takšno oblaganje komplementa lahko direktno ubije celico zaradi motenja plazemske membrane.

Celične ovire

Slika normalne človeške krvi iz krvnega obtoka, posneta z vrstičnim elektronskim mikroskopom. Vidijo se rdeče krvničke (eritrociti), bele krvničke (kot so limfociti), monocit, nevtrofilec in mnogo majhnih trombocitov v obliki diskov.

Levkociti (bele krvne celice) delujejo kot samostojni enocelični organizmi in predstavljajo drugo vejo prirojenega imunskega sistema. Med levkocite prirojenega imunskega sistema spadajo fagociti (nevtrofilci, makrofagi in dendritične celice), tkivni bazofilci (mastociti), bazofilci, eozinofilci in naravne celice ubijalke. Te celice so sposobne patogene prepoznati in odstraniti, kar dosežejo tako, da večje patogene napadejo preko stika ali pa mikroorganizem obdajo in ga ubijejo. Levkociti prirojenega imunskega sistema so pomembni posredniki informacij pri razvoju limfoidnih organov in aktivaciji pridobljenega imunskega sistema.

Fagocitoza je pomemben del celične prirojene imunosti. Celice, imenovane fagociti, obdajo oz. "pojejo" patogene in delce. Fagociti navadno krožijo po telesu in iščejo patogene, citokini pa jih lahko privabijo na bolj specifično mesto. Ko je patogen ujet v znotrajcelični vezikel (fagosom), pride do združitve z drugim veziklom, imenovanim lizosom, v fagolizosom. Patogen umre zaradi aktivnih prebavnih encimov ali sproščanja prostih radikalov v fagolizosom. Fagocitoza se je razvila kot način za pridobivanje hranil, kasneje v evoluciji pa je dobila tudi obrambno vlogo pred patogeni. Fagocitoza je najverjetneje najstarejša oblika gostiteljeve obrambe, saj se fagociti nahajajo tako v vretenčarjih kot nevretenčarjih.

Nevtrofilci in makrofagi so fagociti, ki krožijo po telesu in iščejo patogene. Nevtrofilce po navadi srečamo v krvnem obtoku in predstavljajo največji delež fagocitov (50-60% vseh levkocitov). V akutni fazi vnetja (zlasti kot posledica bakterijske okužbe) nevtrofilci v procesu kemotakse migrirajo proti mestu vnetja. Navadno tja prispejo prvi. Makrofagi so vsestranski celice, ki se nahajajo v tkivih in proizvajajo široko paleto kemikalij, med drugim encime, proteine komplementa in citokinov. Delujejo tudi kot lovilci, ki izločajo izčrpane celice in druge ostanke iz telesa. Poleg tega so tudi antigen prestavitvene celice, ki aktivirajo pridobljen imunski sistem.

Dendritične celice (DC) so fagociti v tkivih, ki so v stiku z zunanjim okoljem - v koži, nosu, pljučih, želodcu in črevesju. Ime so dobile po obliki, ki spominja na dendrite živčnega sistema z mnogimi koničastimi izrastki, a z živčevjem nikakor niso povezane. Služijo kot povezava med telesnimi tkivi ter prirojenim in pridobljenim imunskim sistem, saj predstavljajo antigene T-celicam, enim od ključnih celičnih tipov pridobljenega imunskega sistema.

Tkivni bazofilci (mastociti) se nahajajo v vezivnem tkivu in v mukoznih membranah, kjer posredujejo ob vnetnem odzivu. Najpogosteje jih povezujemo z alergijami in anafilaksijo. Bazofilci in eozinofilci so sorodni nevtrofilcem. Sproščajo kemične mediatorje, ki sodelujejo pri obrambi proti zajedalcem, in igrajo ključno vlogo pri alergijskih reakcijah, kot je astma. Naravne celice ubijalke (NK-celice) so levkociti, ki napadajo in uničujejo tumorske celice ter celice, okužene z virusi.

Naravne celice ubijalke

Naravne celice ubijalke (tudi NK-celice) so limfociti in sestavni del prirojenega imunskega sistema. Mikrobov ne napadajo direktno. NK-celice uničujejo kompromitirane gostiteljske celice, kot so tumorske celice in celice, okužene z virusi. Prepoznajo jih po stanju, imenovanem "missing self" ("manjkajoče sebstvo"). Ta izraz opisuje celice z nizkim nivojem markerja PHK I na celičnem površju, kar se lahko zgodi ob virusni okužbi gostiteljeve celice. Ime "naravne ubijalke" so dobile zaradi prvotnega mišljenja, da za ubijanje celic preko principa missing self ne potrebujejo aktivacije. Že mnoga leta ostaja uganka, kako NK-celice prepoznajo tumorske celice in okužene celice. Vemo samo, da jih aktivira pomanjkanje PHK I. Normalne celice v telesu se izognejo napadu NK-celic, saj izražajo nespremenjene lastne antigene PHK, ki jih prepoznajo recceptorji, ki inhibirajo napad.

Pridobljeni imunski sistem

Pridobljeni imunski sistem se je razvil v zgodnjih vretenčarjih in omogoča močnejši imunski odziv, pojavi pa se tudi imunski spomin, pri kateremu si imunski sistem "zapomni" značilne antigene posameznega patogenega organizma. Pridobljeni imunski odziv sproži specifičen antigen, kar zahteva prepoznavanje tujih molekul med procesom predstavitve antigena. Specifičnost antigenov omogoča odziv, ki je ukrojen za specifičen patogen ali celico, okuženo s patogenom. To sposobnost priprave odgovora ohranjajo "spominske celice".Če patogen ponovno okuži telo, ga spominske celice hitro odstranijo.

Limfociti

Celice pridobljenega imunskega sistema so posebna vrsta levkocitov, imenovane limfociti. Limfociti B in limfociti T sta veliki podskupini limfocitov, ki izhajata iz matičnih krvotvornih celic kostnega mozga. B-celice so vključene v humoral imunski odziv, T-celice pa v celični imunski odziv.

Tako B-celice kot T-celice prenašajo receptorske molekule, ki prepoznajo specifične tarče. T-celice prepoznajo tuje tarče, kot so patogeni, šele ko so bili antigeni (majhni deli patogena) obdelani in predstavljeni na površini celice skupaj z človeku lastnim receptorjem, imenovanim poglavitni histokompatibilnostni kompleks (PHK, angleško tudi MHC major histocompatibility complex). Obstajata dva večja podtipa T-celic: celice ubijalke in celice pomagalke. Poleg njiju poznamo še regulatorne T-celice, ki igrajo vlogo pri uravnavanju imunskega odziva. Celice ubijalke prepoznajo samo antigene, sparjene z molekulami PHK tipa I, pomagalke in regulatorne celice pa antigene, sparjene z molekulami PHK tipa II. Dva različna mehanizma kažeta na različni vlogi celic ubijalk in pomagalk. Tretji in manjši podtip so γδ T-celice, ki prepoznavajo nedotaknjene antigene, ki niso povezani z receptorjem PHK. Dvojno pozitivne T-celice so v priželjcu izpostavljene raznolikim "lastnim" antigenom. Za normalno delovanje priželjca je potrebna zadostna količina joda.

Po drugi strani so za antigen specifični receptorji na površini B-celic molekule protiteles, ki prepoznajo celotne patogene brez potrebe po procesiranju antigenov. Vsaka posamezna linija B-celic izraža drugo protitelo, zato predstavlja komplet vseh B-celičnih antigenskih receptorjev vsa protitelesa, ki jih telo lahko porizvede.

Celice ubijalke

Celice ubijalke so podskupine T-celic. Ubijajo celice, okužene z virusi (in drugimi patogeni), poškodovane celice in druge nefunkcionalne celice. Kot pri B-celicah tudi posamezni tip T-celic prepoznava specifičen antigen. Celice ubijalke aktivira vezava tega specifičnega antigena v kompleksu z PHK I druge celice na T-celični receptor (TRC). Pri prepoznavanju kompleksa PHK-antigen pomaga tudi koreceptor CD8 na T-celici. Le-ta nato potuje po telesu in išče celice, kjer PHK I nosi ta antigen. Ob stiku s takšno celico sprosti citotoksične snovi, kot so perforini, ki tvorijo pore v plazemsko membrano tarčne celice, kar omogoča vdor ionov, vode in toksinov v celico. Vdor toksina granulizina (proteaza) inducira apoptozo v tarčni celici. Ubijanje celic preko celic ubijalk je posebej pomembno pri preprečevanju razmnoževanja virusov. Aktivacija T-celic se začne šele ob zelo močnem aktivacijskem signalu po nastanku kompleksa PHK-antigen ali ob dodatnih aktivacijskih signalih celic pomagalk.

Celice pomagalke

Funkcije celic pomagalk: antigen predstavitvene celice (APC) predstavljajo antigene na MHC II molekulah, ki jih pomagalke tudi s pomočjo koreceptorjev CD4 prepoznajo. Aktivacija mirujočih pomagalk povzroča sproščanje citokinov in drugih stimulatornih signalov (zelene puščice), ki stimulirajo aktivacijo makrofagov, celic ubijalk in B-celic; slednje proizvajajo protitelesa. Stimulacija B-celic in makrofagov se zgodi po začetni proliferaciji celic pomagalk.

Celice pomagalke uravnavajo delovanje prirojenega in pridobljenega imunskega sistema in določajo, kateri odziv na določeni patogen se sproži. Same po sebi niso citotoksične (ne ubijajo okuženih celic in ne odstranjujejo patogenov). S tem ko usmerjajo druge celice nadzorujejo imunski odziv .

Celice pomagalke izražajo T-celične receptorje (TCR), ki prepoznavajo antigene, vezane na molekule PHK II. Kompleks antigen-PHK prepoznajo tudi koreceptorji CD4, ki novačijo molekule iz T-celice (npr. Lck tirozinsko kinazo), ki so odgovorne za aktivacijo celice. Pomagalke so šibkeje povezane z mehanizmom aktivacije preko kompleksa PHK-antigen kot celice ubijalke, saj je pri slednjih za aktivacijo potrebna zgolj ena povezava kompleksa s T-celičnim receptorjem, pri pomagalkah pa okoli 200-300. Pomagalke potrebujejo tudi daljši stik z antigen predstavitveno celico za aktivacijo. Aktivacija mirujoče celice pomagalke sproži sproščanje citokinov, ki vplivajo na delovanje mnogih tipov celic. Citokinski signali celic pomagalk povečajo mikrobicidno delovanje makrofagov in aktivnost celic ubijalk. Poleg tega sproži aktivacija pomagalk up-regulacijo molekul, izraženih na površini T-celic, npr. CD40, ki priskrbi dodaten stimulatorni signal za aktivacijo B-celične proizvodnje protiteles.

Gama delta T-celice

Gama delta T-celice (γδ T-celice) imajo alternativni T-celični receptor (TCR) v nasprotju s CD4+ in CD8+ (αβ) T-celicami. Delijo si značilnosti celic pomagalk, citotoksičnih T-celic in naravnih celic ubijalk. Pogoji, ki povzročijo odziv γδ T-celic, niso v celoti raziskani. Kot druge "nekonvencionalne" podskupine T-celic z nespremenljivimi receptorji TCR, kot so na CD1d omejene naravne T-celice ubijalke, γδ T-celice prehajajo mejo med prirojeno in pridobljeno imunostjo. Po eni stran so komponenta pridobljene imunosti, saj rekombinirajo gene za TCR za ustvarjanje raznolikih receptorjev in so zmožne tudi tvorbe spominskih fenotipov, po drugi strani pa lahko sodelujejo tudi pri prirojenem imunskem odzivu, saj izražajo nespremenljive TCR in NK receptorje za prepoznavo manj specifičnih molekularnih vzorcev PRR (npr. Vγ9/Vδ2 T-celice se odzovejo na pogoste mikrobne molekule, visoko omejene Vδ1+ T-celice epitelija na epitelijske celice pod stresom).

Protitelo je sestavljeno iz dveh težkih verig (temno modra) in dveh lahkih verig (svetlo modra). Edinstvene variabilne regije (vijolična) omogočajo prepoznavanje ujemajočega se antigena.

Limfociti B in protitelesa

B-celice prepoznajo patogen ob vezavi specifičnega tujega antigena na njihovo površinsko protitelo. Ta kompleks antigen-protitelo nato prevzame in proteolitsko obdelajo do peptidov, ki jih nato predstavijo na površinskih molekulah PHK II. Ta kombinacija antigena in PHK privlači ujemajočo se T-celico pomagalko, ki izloča limfokine in B-celico aktivira. Ko se le-ta nato začne deliti, njene potomke (plazmatke) izločajo milijone kopij protitelesa, ki prepoznava isti antigen. Protitelesa krožijo po krvi in limfi, vežejo se na patogene s tem antigenom in jih označijo za uničenje z aktivacijo komplementa ali s privzemom in uničenjem v fagocitu. Protitelesa lahko tudi direktno nevtralizirajo bakterijske toksine ali se vežejo na virusne in bakterijske receptorje, ki jih le-ti uporabljajo za okužbo celice.

Alternativni pridobljeni imunski sistem

Evolucijski razvoj pridobljenega imunskega sistema se je zgodil v predniku vretenčarjev s čeljustjo. Mnoge klasične molekule pridobljenega imunskega sistema (npr. protitelesa in TCR) obstajajo samo v njih. Vseeno pa pri nekaterih primitivnih vretenčarjih brez čeljusti, kot so piškurji in glenavice, obstajajo molekule, ki izvirajo iz limfocitov. Te organizmi vsebujejo široko paleto molekul VLR (variabilni limfocitni receptor), ki izvirajo iz enega ali dveh genov in ki naj bi vezale patogenske antigene podobno kot protitelesa z določeno stopnjo specifičnosti.

Imunski spomin

Ko se začnejo aktivirani limfociti B in T deliti, postanejo nekateri njihovi potomci dolgožive spominske celice. Tekom življenja neke živali si te celice zapomnijo vse specifične patogene, s katerimi so bile v stiku, in lahko sprožijo močan odziv, če pridejo z njimi v ponoven stik. Takšen odziv je "prilagojen", ker se zgodi tekom posameznikovega življenja kot prilagoditev na okužbo z nekim določenim patogenom in kot priprava imunskega sistema na prihodnje izzive. Imunski spomin delimo na pasivni kratkotrajni in aktivni dolgotrajni spomin.

Pasivni spomin

Novorojenci še niso bili izpostavljeni mikrobom in so posebej občutljivi na okužbe, zato jih mati oskrbuje s pasivno zaščito. Med nosečnostjo se protitelesa družine IgG preko posteljice prenašajo iz matere na otroka, zato imajo novorojenci v krvi visoko koncentracijo protiteles proti istim specifičnim antigenom kot njihova mati.!!! Tudi materino mleko vsebuje protitelesa, ki se prenašajo v dojenčkovo črevesje, kjer ga varujejo pred bakterijskimi okužbami, dokler jih ni sposoben izdelovati sam.!!! Takšni zaščiti pravimo pasivna zaščita, saj spominske celice in protitelesa v fetusu ter dojenčku še ne nastajajo, ampak vanj samo pasivno prehajajo. V medicini se lahko posameznika pasivno zaščiti z injeciranjem seruma, pogatega s protitelesi.!!!Kmalu po rojstvu prevzame imunski sistem nalogo, ki jo bo opravljal vse življenje: prepoznavanje patogenov, kot so zajedavski črvi, virusi in bakterije.

Časovni potek imunskega odgovora. Začne se z začetno izpostavitvijo patogenu (ali cepljenjem) in vodi v tvorbo in vzdrževanje aktivnega imunskega spomina.

Aktivni spomin in cepljenja

Dolgotrajni aktivni spomin se tvori  po okužbi, ki aktivira limfocite B in T. Ustvarimo ga lahko tudi umetno s cepljenjem. Princip v ozadju cepljenja (imenovanim tudi imunizacija) je predstavitev antigena iz patogena za stimulacijo imunskega sistema in razvoja specifične imunosti proti tem določenem patogenu brez povzročitve bolezni, povezane s tem organizmom. Takšna namerna povzročitev imunskega odgovora je uspešna, ker izrablja specifičnost imunskega sistema. Ker ostajajo pri človeku nalezljive bolezni eden od glavnih razlogov smrti, predstavlja cepljenje najbolj učinkovito manipulacijo imunskega sistema, ki jo je človeštvo razvilo.

Večina virusnih celiv temeplji na oslabljenih (atenuiranih) virusih, bakterijska pa vsebujejo necelične komponente mikroorganizmov (npr. neškodljive komponente toksina). Ker mnogi antigeni v neceličnih cepivih ne sprožijo močnega pridobljenega odgovora, je potrebno v bakterijska cepiva dodati adjuvanse, ki aktivirajo antigen predstavitvene celice prirojenega imunskega sistema in povečajo imunogenost.

Motnje človekove imunosti

Imunski sistem je izredno učinkovita struktura, ki vključuje specifičnost, sprožanje po stimulu (inducibilnost) in prilagajanje. Stanja nezmožnosti gostiteljevega imunskega sistema, da brani, lahko razdelimo v tri kategorije: imunska pomanjkljivost, avtoimunske bolezni in probčutljivostne reakcije.

Imunska pomankljivost

Do imunskih pomanjkljivosti pride, ko je ena ali več komponent imunskega sistema neaktivna. Sposobnost imunskega sistema, da se odzove na patogene je lahko oslabljena pri starejših in mlajših, pri čemer začne pešati okoli 50 leta zaradi imunosenescence. V razvitih državah so pogosti razlogi za oslabljen imunski sistem debelost, zloraba alkohola in drog. V državah v razvoju je glavni razlog nedohranjenost. Dieta brez zadostnih proteinov lahko vodi v oslabljeno celično imunost, zmanjšano aktivnost sistema komplementa, funkcijo fagocitov, koncentracije protiteles razreda IgA in proizvodnje citokinov. Izguba priželjca v zgodnjih letih življenja zaradi genskih mutacij ali kirurške odstranitve privede do hude imunske pomanjkljivosti in visoke dovzetnosti za okužbe.

Imunske pomanjkljivosti so lahko dedne ali "pridobljene". Kronična granulomatozna bolezen, kjer je zmanjšana sposobnost fagocitov, da uničijo patogene, je primer dedne imunske pomanjkljivosti. AIDS in nekateri tipi raka povzročajo pridobljeno pomanjkljivost.

Avtoimunske bolezni

Drugo stran motenj delovanja imunskega sistema predstavljajo avtoimunske okvare. Imunski sistem je preveč aktiven in ne loči med telesu lastnimi in tujimi molekulami, zato napada dele telesa. T-celice in protitelesa tudi pod normalnimi pogoji reagirajo na telesu lastne peptide. Ena izmed funkcij specializiranih celic (ki se nahaja v priželjcu in kostnem mozgu) je predstavljanje lastnih antigenov iz vsega telesa mladim limfocitom in izločevanje tistih celic, ki prepoznavajo telesu lastne antigene, s čimer preprečujejo avtoimunost.

Preobčutljivostne reakcije

Preobčutljivostne reakcije so imunski odzivi, ki poškodujejo telesu lastno tkivo. Delimo jih na 4 tipe (tip I – IV) glede na vključene mehanizme in časovni potek reakcije. Preobčutljivost tipa I je takojšnja oz. anafilaktična reakcija, pogosto povezana z alergijami. Simptomi so lahko blago nelagodje, pa vse do smrtnega izida. Mediatorji tega tipa preobčutljivosti so protitelesa tipa IgE, ki sprožijo degranulacijo bazofilcev in mastocitov, ko se povežejo z antigeni. Do preobčutljivosti tipa II pride, ko se protitelesa vežejo na antigene pacientovih lastnih celic in jih označijo za uničenje. To imenujemo tudi od protiteles odvisna (tudi citotoksična) preobčutljivost. Mediirajo jo protitelesa razred IgG in IgM. Imunski kompleksi (agregati antigenov, proteini sistema komplementa ter protitelesa IgM in IgG), naloženi v razna tkiva, sprožijo preobčutljivostne reakcije tipa III. Preobčutljivost tipa IV (celično posredovana oz. "zakasnjena" probčutljivost) se razvija od dva do tri dni. Reakcije tipa IV so del mnogih avtoimunskih in nalezljivih bolezni, vključujejo pa lahko tudi alergijski kontaktni dermatitis. Te reakcije mediirajo T-celice, monociti in makrofagi.

Idiopatsko vnetje

Vnetje je eden prvih odzivov imunskega sistema na okužbo, pojavi pa se lahko tudi brez vzroka.

Vnetje povzročijo eikozanoidi in citokini, ki jih izločajo poškodovane in okužene celice. Družino eikozanoidov sestavljajo med drugim prostaglandini, ki povzročajo vročino, dilatacijo krvnih žil (povezano z vnetjem) in levkotrieni, ki privlačijo določene bele krvničke (levkocite). Med pogoste citokine spadajo interlevkini, ki so odgovorni za komunikacijo med bolimi krvničkami, kemokini, ki spodbujajo kemotaksi in interferoni z protivirusnim delovanjem, kot je zaustavitev sinteze proteinov v gostiteljskih celicah. Pride tudi do sproščanja rastnih in citotoksičnih dejavnikov. Citokini in druge snovi spodbujajo delovanje imunskih celic na mestu okužbe in tudi celjenje poškodovanega tkiva po odstranitvi patogenov.

Drugi mehanizmi in evolucija

Zelo verjetno je, da so vretenčarji prvi razvili večkomponenten, prilagodljiv imunski sistem, saj nevretenčarji ne tvorijo limfocitov ali humoralnega odziva na osnovi protiteles. Veliko vrst organizmov pa vseeno uporablja mehanizme, ki delujejo kot predhodniki teh vidikov vretenčarske imunosti. Imunski sistem se pojavi celo v strukturno najpreprostejših oblikah življenja. Bakterije uporabljajo ti. restrikcijsko modifikacijske sisteme za zaščito pred virusnimi patogeni - bakteriofagi. Prokarionti posedujejo tudi pridobljeno imunost. Preko sistema, ki uporablja sekvence CRISPR za zadržanje delov fagovega genoma, s katerim so prišli v preteklosti že v stik, lahko kasneje z obliko RNA interference zavirajo virusno podvojevanje. Prokarionti imajo tudi druge mehanizme. Napadalni elementi imunskega sistema so prisotni tudi pri enoceličnih evkariontih, a je študij o le-teh malo.

Vzorčno prepoznavni receptorji so proteini, ki jih uporabljajo skoraj vsi organizmi za prepoznavanje molekul, povezanih s patogeni. Protimikrobni peptidi defenzini so preko evolucije ohranjene komponente prirojenega imunskega sistema v vseh rastlinah in živalih. Predstavljajo glavno obliko nevretenčarske sistemske imunosti. Večina nevretenčarjev uporablja tudi sistem komplementa in fagocitne celice. Interferenca RNA in ribonukleaze so verjetno obstajale v neki obliki pri predniku vseh evkariontov in se ohranile pri mnogih. Igrale naj bi vlogo pri imunskem odgovoru na virusno okužbo.

Za razliko od živali rastline nimajo fagocitnih celic. Mnoge rastline se odzovejo s sistemskim kemičnim signaliziranjem, ki potuje po rastlini. Posamezne rastlinske celice se odzovejo na molekule, povezane s patogeni - PAMP (pathogen associated molecular patterns). Ko je del rastline okužen, začne rastlina ustvarjati lokalizirano preobčutljivostno reakcijo, pri kateri okoliške celice hitro doživijo aoptozo za preprečitev širjenja bolezni v druge dele rastline. Sistemska pridobljena odpornost je vrsta obrambnega odziva v rastlini, ki nudi odpornost proti določenem agensu za celo rastlino. RNA interferenca je zelo pomembna v sistemskem odzivu, saj lahko blokira virusno replikacijo.

Imunologija tumorjev

Makrofagi so prepoznali rakavo celico (velika masa s špicami). Po zdruitvi z rakavimi celicami makrofagi (manjše bele celice) sprostijo toksine, ki celico ubijejo. Imunoterapija je zelo aktivno področje medicinskih raziskav.

Druga pomembna vloga imunskega sistema je prepoznavanje in odpravljanje tumorjev. Imenuje se tudi imunski nadzor. Tumorsko spremenjene celice izražajo druge antigene na površini kot zdrave celice. Imunskem sistemu delujejo takšni antigeni tuji in njihova prisotnost sproži odziv za odstranitev celic. Izražani antigeni izvirajo iz različnih virov; nekateri so del onkogenih virusov, kot je HPV, ki povzroča raka materničnega vratu, drugi pa so organizmu lastni proteini, ki se na normalnih celicah pojavljajo v malih koncentracijah, na tumorskih celicah pa v velikih. Primer tega je encim tirozinaza, ki pri višjih koncentracijah pretvarja določene kožne celice (npr. melanocite) v tumorje - melanome. Tretji možni vir tumorskih antigenov so proteini, ki navadno prisotni pri regulaciji celične rasti in preživetja, ki pogosto mutirajo v molekule, ki inducirajo raka - onkogene.

Glavni odziv imunskega sistema proti tumorjem je uničevanje nenormalnih celic s T-celicami ubijalkami, včasih s pomočjo T-celic pomagalk. Tumorski antigeni so predstavljeni na molekulah PHK I podobno kot virusni antigeni. To omogoča T-celično prepoznavo tumorskih celic kot nenormalnih. Tudi naravne celice ubijalke ubijajo na podoben način. Sploh, če je molekul PHK I na površju celic manj kot navadno. Včasih nastanejo proti tumorjem tudi protitelesa, kar omogoča uničenje preko sistema komplementa.

Nekateri tumorji se izognejo imunskem sistemu in postanejo rakava obolenja. Tumorske celice imajo pogosto manj molekul PHK I na površini, s čimer se izognejo nadzoru celic ubijalk. Nekateri tumorji tudi izločajo produkte, ki inhibirajo imunski odziv, npr. citokin TGF-β, ki zavira aktivnost makrofagov in limfocitov. Razvije se lahko tudi imunska toleranca, ko  imunski sistem preneha napadati tumorske celice.

Makrofagi lahko paradoksalno promovirajo tumorsko rast, ko tumorske celice izločajo citokine za privlak makrofagov, ki potem tvorijo citokine in rastne dejavnike kot je TNF-alfa, ki spodbuja razvoj tumorjev in promovira plastičnost teh celic kot pri matičnih celicah. Kombinacija hipoksije v tumorju in citokin iz makrofagov lahko dodatno pripomore k širjenju rakavih celic, saj povzroči zmanjšano proizvodnjo proteina, ki bi blokiral metastazo teh celic.

Fiziološka regulacija

Imunski sistem je vključen v mnoge vidike fiziološke regulacije v telesu. Imunski sistem je tesno prepleten z drugimi sistemi, kot sta endokrini in živčni sistem. Imunski sistem igra tudi poglavitno vlogo pri razvoju embria ter popravljanju in regeneraciji tkiva.

Hormoni

Hormoni lahko deluje kot imunomodulatorji, saj spreminjajo občutljivost imunskega sistema. Ženski spolni hormoni so primer imunostimulatorjev tako pridobljenih kot prirojenih imunskih odgovorov. Nekatere bolezni, kot je lupus, pogosteje prizadenejo ženske s pričetkom sprememb v puberteti. Po drugi strani pa so moški spolni hormoni, kot je testosteron, imunosupresivni. Tudi drugi hormoni delujejo na imunski sistem, predvsem prolaktin, rastni hormon in vitamin D.

Zunanje povezave

• Imunski Sistem – iz Univerze v Hartford (visoka šola/dodiplomski ravni)
• Za mikrobiologijo in Imunologijo On-Line, Učbenik, – iz University of South Carolina School of Medicine (dodiplomski ravni)
• Immunobiology; Peta Izdaja – Online različici učbenika za Charles Janeway (Advanced dodiplomski/podiplomski ravni)
• Stanley Falkow je govoril: "Gostitelj-Patogen Interakcije in Človeških Bolezni"

[[Kategorija:Imunski sistem]] [[Kategorija:Imunologija]]