Odporność, jej rodzaje i sposób działania

Odporność (od łacińskiego "immunitas" - "wybawienie") to złożony system ochrony organizmu przed infekcjami, chorobami i innymi wpływami zewnętrznymi. Jest to zestaw mechanizmów biologicznych, które mogą rozpoznawać i zwalczać patogeny, takie jak bakterie, wirusy, grzyby, pasożyty, a nawet nieprawidłowe (nowotworowe) komórki wewnątrz organizmu.

Odporność może być naturalna (wrodzona) i adaptacyjna (nabyta).

Historia odkrycia układu odpornościowego

• Starożytne teksty medyczne, takie jak Papirus Ebersa (około 1550 r. p.n.e.), wspominają już o metodach zapobiegania i leczenia infekcji. Jednak koncepcja odporności w dzisiejszym rozumieniu nie została opracowana.
• Na początku XVIII wieku angielski lekarz Edward Jenner po raz pierwszy wprowadził ideę szczepień jako sposobu zapobiegania infekcjom. Stworzył on szczepionkę przeciwko ospie prawdziwej, wykorzystując szczepiony materiał pochodzący od krowy (ospa krowia) i było to pierwsze w historii zastosowanie sztucznej immunizacji.
• Odporność komórkowa i humoralna, w XIX wieku naukowcy Ilya Mechnikov i Louis Pasteur przyczynili się do badania odporności. Mechnikov opracował koncepcję fagocytozy (proces wchłaniania bakterii i innych cząstek przez komórki układu odpornościowego), a Pasteur zaproponował teorię odporności humoralnej, wskazując na rolę przeciwciał w zwalczaniu infekcji.

• Na początku XX wieku niemiecki immunolog Paul Ehrlich wniósł znaczący wkład w badania nad przeciwciałami. Ukuł on termin "przeciwciała" i rozwinął ideę specyficzności przeciwciał w walce z infekcjami.
• Wraz z odkryciem limfocytów T i B, amerykańscy naukowcy Macfarland Burnett i Peter Meadows przedstawili koncepcję odporności komórkowej i humoralnej oraz zaproponowali ideę współistnienia limfocytów T i limfocytów B, które współdziałają w celu zapewnienia adaptacyjnej obrony immunologicznej.
• W drugiej połowie XX wieku, wraz z rozwojem biologii molekularnej i genetyki, zidentyfikowano i opisano cząsteczki i geny odpowiedzialne za funkcjonowanie układu odpornościowego, w tym geny kodujące przeciwciała i komórki układu odpornościowego.

Odporność wrodzona (lub wrodzona odporność) jest podstawowym systemem obronnym organizmu przed infekcjami i innymi zagrożeniami zewnętrznymi, jest dziedziczona genetycznie i jest obecna w organizmie od urodzenia. Odporność wrodzona nie jest specyficzna dla określonych patogenów i wpływa na szeroki zakres mikroorganizmów, wykrywając wspólne cząsteczki charakterystyczne dla bakterii i wirusów.

Składniki odporności wrodzonej obejmują:

• Skóra i błony śluzowe narządów są fizycznymi barierami, które zapobiegają przedostawaniu się mikroorganizmów do organizmu.
• Fagocyty, takie jak neutrofile i makrofagi, to białe krwinki, które mogą wchłaniać i niszczyć patogeny.
• Zapalenie to reakcja organizmu na infekcję lub uraz, która obejmuje zwiększoną przepuszczalność naczyń krwionośnych i migrację fagocytów do miejsca zapalenia.
• Białka dopełniacza - białka, które mogą być aktywowane w odpowiedzi na infekcję i przyczyniają się do niszczenia mikroorganizmów.
• Interferony to cząsteczki, które pomagają ograniczyć rozprzestrzenianie się wirusów w organizmie.

Odporność wrodzona szybko reaguje na patogeny, ale jej działanie nie jest specyficzne i nie tworzy pamięci immunologicznej. Oznacza to, że nie może zapewnić długoterminowej ochrony przed konkretnymi infekcjami, tak jak robi to odporność adaptacyjna. Jednak odporność wrodzona i adaptacyjna ściśle ze sobą współpracują, aby zapewnić organizmowi pełną ochronę.

Odporność adaptacyjna rozwija się w odpowiedzi na określone patogeny i pozwala organizmowi "zapamiętać" je i skuteczniej zwalczać w przyszłości. Odporność nabyta (lub adaptacyjna) to drugi poziom obrony organizmu przed infekcjami i innymi zagrożeniami zewnętrznymi. Odporność adaptacyjna rozwija się w odpowiedzi na określone patogeny i jest specyficzna, co oznacza, że atakuje określone mikroorganizmy i antygeny (charakterystyczne cząsteczki patogenów).

Charakterystyka odporności adaptacyjnej:

• Odporność adaptacyjna może rozpoznawać i atakować określone patogeny lub antygeny. Tworzy przeciwciała i limfocyty T, które są skierowane przeciwko konkretnym mikroorganizmom.
• Pamięć immunologiczna ma zdolność "zapamiętywania" patogenów, z którymi organizm zetknął się wcześniej. Oznacza to, że gdy organizm jest ponownie narażony na ten sam patogen, jest w stanie zareagować szybciej i skuteczniej, zapewniając silniejszą ochronę.

• Zapewnia długotrwałą ochronę przed infekcjami.
• Rozwija się w wyniku ekspozycji na infekcje, szczepienia lub kontaktu z antygenami. Obejmuje komórki wytwarzające przeciwciała i limfocyty T, które odgrywają rolę w komórkowej odpowiedzi immunologicznej.
• Jest ona wolniejsza i bardziej specyficzna niż odporność wrodzona, ale stanowi potężną obronę przed konkretnymi infekcjami i odgrywa kluczową rolę w długoterminowej ochronie organizmu przed chorobami.

Odporność komórkowa jest jednym z głównych składników odporności adaptacyjnej, która zależy od działania różnych komórek układu odpornościowego, zwłaszcza limfocytów T. Odporność komórkowa ma na celu niszczenie zainfekowanych komórek, komórek nowotworowych i innych nieprawidłowych komórek w organizmie.

Główne elementy odporności komórkowej:

Limfocyty T

• Są to komórki układu odpornościowego, które specyficznie rozpoznają antygeny na powierzchni zainfekowanych lub zmienionych komórek i mogą atakować i niszczyć takie komórki, odgrywając ważną rolę w ochronie organizmu przed infekcjami wirusowymi, nowotworami i innymi zagrożeniami.

Cytotoksyczne limfocyty T (komórki zabójcze)

• CTL są podtypem limfocytów T, które mogą bezpośrednio uszkadzać zainfekowane komórki, niszcząc je.

Limfocyty T pomocnicze (komórki pomocnicze)

• Limfocyty T pomocnicze odgrywają rolę w regulacji i aktywacji innych komórek układu odpornościowego, pomagając im zwalczać infekcje.

Limfocyty T regulatorowe (supresorowe)

• Limfocyty T regulatorowe kontrolują odpowiedź immunologiczną i zapobiegają reakcjom autoimmunologicznym, gdy układ odpornościowy atakuje własne tkanki organizmu.

Odporność komórkowa jest skuteczna w walce z wirusami, bakteriami, infekcjami grzybiczymi i niektórymi rodzajami nowotworów, a także bierze udział w regeneracji i naprawie tkanek. Ten rodzaj odporności działa w połączeniu z odpornością humoralną, która obejmuje przeciwciała i limfocyty B. Oba składniki odporności adaptacyjnej współdziałają w celu zapewnienia pełnej i specyficznej ochrony organizmu przed różnymi zagrożeniami .

Odporność humoralna jest jednym z dwóch głównych składników odporności adaptacyjnej (nabytej) i dotyczy przeciwciał i komórek limfocytów B, które krążą w płynach ustrojowych, takich jak krew, limfa i błony śluzowe.

Charakterystyka odporności humoralnej:

• Przeciwciała (immunoglobuliny) to białka wytwarzane przez limfocyty B w odpowiedzi na antygeny (charakterystyczne cząsteczki patogenów). Przeciwciała są w stanie wiązać się z antygenami i blokować ich działanie, a także zwiększać niszczenie patogenów.
• Limfocyty B odgrywają rolę w produkcji i wydzielaniu przeciwciał. Ulegają one aktywacji i różnicowaniu, aby stać się komórkami plazmatycznymi, które uwalniają przeciwciała do krwiobiegu.
• Odporność humoralna bierze udział w regulacji procesu zapalnego i dostosowuje odpowiedź immunologiczną w zależności od rodzaju infekcji.

• Jest skuteczna w zwalczaniu różnych infekcji, zwłaszcza bakteryjnych. Przeciwciała wytwarzane przez ten układ mogą przyłączać się do bakterii, udostępniając je fagocytom (makrofagom), które je niszczą.
• Odporność humoralna ściśle współpracuje z odpornością komórkową, zapewniając organizmowi kompleksową i specyficzną ochronę przed infekcjami.

Odporność nie jest funkcją jednego konkretnego narządu, ale złożonym systemem, który obejmuje wiele narządów, tkanek, komórek i cząsteczek .

Składniki układu odpornościowego:

Szpik kostny

• To tutaj odbywa się produkcja komórek układu odpornościowego, takich jak białe krwinki, które odgrywają kluczową rolę w zwalczaniu infekcji.

Grasica lub gruczoł grasicy

• Grasica odgrywa ważną rolę w rozwoju i dojrzewaniu limfocytów T, jednego z rodzajów białych krwinek odpowiedzialnych za odporność adaptacyjną.

Śledziona

• Pełni funkcje filtracji krwi i bierze udział w niszczeniu starych krwinek oraz zwalczaniu infekcji.

Układ limfatyczny

• Obejmuje węzły chłonne, naczynia limfatyczne i limfę oraz odgrywa rolę w krążeniu limfocytów i innych komórek układu odpornościowego.

Narządy i tkanki

• Wiele narządów i tkanek w organizmie zawiera komórki układu odpornościowego, które pełnią funkcje ochronne, takie jak makrofagi i komórki dendrytyczne.

Limfocyty

• Komórki te są kluczowymi składnikami odporności adaptacyjnej i krążą w organizmie w celu zwalczania określonych infekcji.

Układ odpornościowy funkcjonuje jako całość, a różne jego elementy współdziałają w celu ochrony organizmu przed infekcjami. Nie ma jednego konkretnego narządu, który można nazwać "narządem odpornościowym", ale zamiast tego układ odpornościowy składa się z wielu części, które współdziałają w celu zapewnienia ochrony organizmu.