Ανοσοποιητικό σύστημα

Το ανοσοποιητικό σύστημα ενός οργανισμού είναι σύστημα οργάνων και βιολογικών μηχανισμών υπεύθυνο για την άμυνά του. Αποτελείται από πολλά διαφορετικά κύτταρα, ιστούς, και όργανα. Τα σημαντικότερα από αυτά είναι ο μυελός των οστών και ο θύμος αδένας. Σε αυτά δημιουργούνται και αναπτύσσονται τα ειδικά κύτταρα του ανοσοποιητικού. Δευτερεύοντα όργανα του ανοσοποιητικού συστήματος είναι οι αμυγδαλές, ο σπλήνας, τα λεμφογάγγλια και οι πλάκες Πέγιερ. Πολλά είδη έχουν δύο κύρια υποσυστήματα του ανοσοποιητικού συστήματος. Το έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα (μη ειδικό) παρέχει μια προδιαμορφωμένη απόκριση σε ευρείες ομάδες καταστάσεων και ερεθισμάτων. Το επίκτητο ανοσοποιητικό σύστημα (ειδικό) παρέχει μια προσαρμοσμένη απόκριση σε κάθε ερέθισμα μαθαίνοντας να αναγνωρίζει τα μόρια που έχει συναντήσει στο παρελθόν. Και τα δύο χρησιμοποιούν μόρια και κύτταρα για να εκτελέσουν τις λειτουργίες τους. Η δυσλειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος μπορεί να προκαλέσει αυτοάνοσα νοσήματα, φλεγμονώδεις νόσους και καρκίνο. Ανοσολογική ανεπάρκεια εμφανίζεται όταν το ανοσοποιητικό σύστημα είναι λιγότερο ενεργό από το κανονικό, με αποτέλεσμα επαναλαμβανόμενες και απειλητικές για τη ζωή λοιμώξεις. Στους ανθρώπους, η ανοσοανεπάρκεια μπορεί να είναι το αποτέλεσμα μιας γενετικής διαταραχής, όπως η βαρεία συνδυασμένη ανοσοανεπάρκεια, κάποιων επίκτητων καταστάσεων, όπως το AIDS ή λόγω της χρήσης ανοσοκατασταλτικών φαρμάκων. Οι αυτοάνοσες ασθένειες προκύπτουν από ένα υπερδραστήριο ανοσοποιητικό σύστημα που επιτίθεται σε φυσιολογικούς ιστούς σαν να ήταν ξένοι οργανισμοί. Τα κοινά αυτοάνοσα νοσήματα περιλαμβάνουν τη θυρεοειδίτιδα Χασιμότο, τη ρευματοειδή αρθρίτιδα, τον σακχαρώδη διαβήτη τύπου 1 και τον συστημικό ερυθηματώδη λύκο. Η Ανοσολογία καλύπτει τη μελέτη όλων των πτυχών του ανοσοποιητικού συστήματος.

 Οι μηχανισμοί άμυνας του οργανισμού χωρίζονται σε δύο κατηγορίες, στους μη ειδικούς και στους ειδικούς. Στους μη ειδικούς μηχανισμούς περιλαμβάνεται η βασική αντίδραση του οργανισμού σε κάθε είδους λοιμώξεις. Ο μηχανισμός αυτός αποτελείται από τέσσερις τύπους αμυντικών φραγμών: Ανατομικοί φραγμοί (δέρμα, βλεννογόνες, μεμβράνες) Φυσιολογικοί φραγμοί (θερμοκρασία, pH, πίεση) Μηχανισμοί ενδοκυττάρωσης και κυτταροφαγίας Φλεγμονώδης αντίδραση (διαστολή αγγείων, αύξηση διαπερατότητας των τριχοειδών αγγείων των ιστών)Οι ειδικοί μηχανισμοί χαρακτηρίζονται από μνήμη και ικανότητα διάκρισης των αβλαβών κυττάρων από τα επιβλαβή ή τα μεταλλαγμένα κύτταρα. Το ανοσοποιητικό σύστημα προστατεύει τον ξενιστή του από μόλυνση με πολυεπίπεδη άμυνα αυξανόμενης ειδικότητας. Οι ανατομικοί φραγμοί εμποδίζουν παθογόνα όπως βακτήρια και ιούς να εισέλθουν στον οργανισμό. Εάν ένα παθογόνο παραβιάσει αυτούς τους φραγμούς, η έμφυτη ανοσία παρέχει μια άμεση, αλλά μη ειδική απόκριση. Το έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα βρίσκεται σε όλα τα ζώα. Εάν τα παθογόνα αποφύγουν επιτυχώς την έμφυτη απόκριση, τα σπονδυλωτά διαθέτουν ένα δεύτερο επίπεδο προστασίας, την επίκτητη ανοσία, η οποία ενεργοποιείται από την έμφυτη απόκριση. Εδώ, το ανοσοποιητικό σύστημα προσαρμόζει την απόκρισή του κατά τη διάρκεια μιας μόλυνσης για να βελτιώσει την αναγνώριση του παθογόνου παράγοντα. Αυτή η βελτιωμένη απόκριση διατηρείται μετά την εξάλειψη του παθογόνου, με τη μορφή ανοσολογικής μνήμης και επιτρέπει στην επίκτητη ανοσία να πραγματοποιεί ταχύτερες και ισχυρότερες επιθέσεις κάθε φορά που αντιμετωπίζεται το ίδιο παθογόνο. Τόσο η έμφυτη όσο και η επίκτητη ανοσία εξαρτώνται από την ικανότητα του ανοσοποιητικού συστήματος να διακρίνει μεταξύ των μορίων του οργανισμού και ξένων μορίων. Στην ανοσολογία, τα μόρια του οργανισμού είναι συστατικά του σώματος ενός οργανισμού που μπορούν να διακριθούν από τις ξένες ουσίες από το ανοσοποιητικό σύστημα. Μια κατηγορία ξένων μορίων είναι τα αντιγόνα, τα οποία ορίζονται ως ουσίες που συνδέονται με συγκεκριμένους ανοσοϋποδοχείς και προκαλούν μια ανοσολογική απόκριση. Το ανοσοποιητικό σύστημα αποτελείται από δύο βασικές ομάδες κυττάρων, τα κύτταρα της λεμφικής σειράς (λεμφοκύτταρα) και τα κύτταρα της μυελικής σειράς. Τα λεμφοκύτταρα περιλαμβάνουν τα Β-λεμφοκύτταρα, τα Τ-λεμφοκύτταρα, καθώς επίσης και τα μεγάλα κοκκιώδη λεμφοκύτταρα (ή φυσικά φονικά κύτταρα – natural killer (ΝΚ) cells). Τα κύτταρα της μυελικής σειράς αποτελούνται από τα μονοκύτταρα/μακροφάγα (monocytes/macrophages), τα δενδριτικά κύτταρα (dendritic cells), τα ουδετερόφιλα (neutrophils), τα ηωσινόφιλα (eosinophils) και τα βασεόφιλα (basophils). Τα λεμφοκύτταρα παράγονται στον μυελό των οστών και είναι δύο ειδών, Τ-λεμφοκύτταρα και Β-λεμφοκύτταρα. Τα Τ-λεμφοκύτταρα διαφοροποιούνται και ωριμάζουν στον θύμο αδένα, ενώ τα Β-λεμφοκύτταρα διαφοροποιούνται και ωριμάζουν στον ερυθρό μυελό των οστών. Τα Β-λεμφοκύτταρα διαθέτουν στην μεμβράνη τους ένα μόριο αντισώματος. Τα Τ-λεμφοκύτταρα διαθέτουν στην μεμβράνη τους έναν υποδοχέα δέσμευσης αντιγόνου. Όταν ένα Β κύτταρο συναντήσει ένα αντιγόνο διαιρείται γρήγορα και διαφοροποιείται σε Β-κύτταρο μνήμης και Β-κύτταρο τελεστή ή πλασματοκύτταρο. Τα πλασματοκύτταρα παράγουν μεγάλη ποσότητα αντισωμάτων που δρουν πάνω στο αντιγόνο και το καταστρέφουν. Τα κύτταρα Τ όταν συναντήσουν αντιγόνο εκκρίνουν τους αυξητικούς παράγοντες κυτοκίνες. Οι παράγοντες αυτοί ενεργοποιούν τα Β-κύτταρα καθώς και τα Tc-κύτταρα τα οποία καταστρέφουν τα κύτταρα του ίδιου του οργανισμού που έχουν υποστεί αλλοιώσεις. Τα κύτταρα παρουσίασης αντιγόνου (Antigen Presenting Cells – APCs) βοηθούν τα Τ-λεμφοκύτταρα να αναγνωρίσουν διάφορα αντιγόνα. Ως APC χαρακτηρίζονται τα μακροφάγα, τα δενδριτικά κύτταρα και τα Β-λεμφοκύτταρα. Η λειτουργία αυτών των κυττάρων συνίσταται στο να προσλαμβάνουν το εξωγενές αντιγόνο με διάφορους τρόπους (π.χ. κυτταροφαγία, ενδοκυττάρωση) και στην συνέχεια μετά από ειδική επεξεργασία να επανεκφράζουν τμήμα του στην κυτταρική τους μεμβράνη μαζί με ειδικά αναγνωριστικά μόρια. Η ομάδα αυτή των ειδικών αναγνωριστικών μορίων ονομάζεται μείζον σύμπλεγμα ιστοσυμβατότητας τάξης ΙΙ (Major Histocompatibility Complex Class II, MHC ΙΙ). Οι διαταραχές του ανοσοποιητικού συστήματος προκαλούνται είτε από τη χαμηλή δραστηριότητα είτε από την υπερδραστηριότητα του ανοσοποιητικού συστήματος. Ανοσολογική ανεπάρκεια εμφανίζεται όταν ένας ή περισσότεροι από τους μηχανισμούς του ανοσοποιητικού συστήματος είναι ανενεργοί. Η ικανότητα του ανοσοποιητικού συστήματος να ανταποκρίνεται στα παθογόνα μειώνεται τόσο στους νέους όσο και στους ηλικιωμένους, με τις ανοσολογικές αποκρίσεις να αρχίζουν να μειώνονται περίπου στην ηλικία των 50 ετών. Στις ανεπτυγμένες χώρες, η παχυσαρκία, ο αλκοολισμός και η χρήση ναρκωτικών είναι κοινές αιτίες κακής λειτουργίας του ανοσοποιητικού, ενώ ο υποσιτισμός είναι η πιο κοινή αιτία ανοσοανεπάρκειας στις αναπτυσσόμενες χώρες. Οι δίαιτες που στερούνται επαρκούς πρωτεΐνης σχετίζονται με μειωμένη κυτταρική ανοσία, συμπληρωματική δραστηριότητα, λειτουργία φαγοκυττάρων, συγκεντρώσεις αντισωμάτων IgA και παραγωγή κυτοκίνης. Επιπλέον, η απώλεια του θύμου αδένα σε νεαρή ηλικία λόγω γενετικής διαταραχής ή χειρουργικής αφαίρεσης έχει ως αποτέλεσμα τη σοβαρή ανοσοανεπάρκεια και υψηλή ευαισθησία στη μόλυνση. Η ανοσοανεπάρκεια μπορεί επίσης να είναι κληρονομική ή επίκτητη. Η βαρεία συνδυασμένη ανοσοανεπάρκεια είναι μια σπάνια γενετική διαταραχή που χαρακτηρίζεται από τη διαταραγμένη ανάπτυξη λειτουργικών Τ κυττάρων και Β κυττάρων, λόγω των πολυάριθμων γονιδιακών μεταλλάξεων. Η χρόνια κοκκιωματώδης νόσος, όπου τα φαγοκύτταρα έχουν μειωμένη ικανότητα να καταστρέφουν παθογόνα, είναι ένα παράδειγμα κληρονομικής ή συγγενούς ανοσοανεπάρκειας. Το AIDS και ορισμένοι τύποι καρκίνου προκαλούν επίκτητη ανοσοανεπάρκεια. Οι υπερδραστήριες ανοσολογικές αποκρίσεις αποτελούν το άλλο άκρο της δυσλειτουργίας του ανοσοποιητικού, ιδιαίτερα των αυτοάνοσων ασθενειών. Σε αυτή την περίπτωση, το ανοσοποιητικό σύστημα αποτυγχάνει να διακρίνει σωστά τα συστατικά του οργανισμού από τα ξένα, και επιτίθεται σε μέρος του σώματός του. Υπό κανονικές συνθήκες, πολλά Τ κύτταρα και αντισώματα αντιδρούν με τα σωματικά πεπτίδια. Μία από τις λειτουργίες των εξειδικευμένων κυττάρων (που βρίσκονται στον θύμο αδένα και στο μυελό των οστών) είναι να αναγνωρίζουν τα νεαρά λεμφοκύτταρα από τα αυτοαντιγόνα που παράγονται σε όλο το σώμα και να εξαλείφουν τα δεύτερα, αποτρέποντας την αυτοανοσία. Κοινές αυτοάνοσες ασθένειες περιλαμβάνουν τη θυρεοειδίτιδα Χασιμότο, τη ρευματοειδή αρθρίτιδα, τον σακχαρώδη διαβήτη τύπου 1, και τον συστημικό ερυθηματώδη λύκο. Η υπερευαισθησία είναι μια ανοσολογική απόκριση που βλάπτει τους ίδιους τους ιστούς του σώματος. Χωρίζεται σε τέσσερις κατηγορίες (Τύπου I – IV) με βάση τους μηχανισμούς που εμπλέκονται και τη χρονική πορεία της αντίδρασης υπερευαισθησίας. Η υπερευαισθησία τύπου Ι είναι μια άμεση ή αναφυλακτική αντίδραση, που συχνά σχετίζεται με αλλεργία. Τα συμπτώματα μπορεί να κυμαίνονται από ήπια ενόχληση μέχρι θάνατο. Η υπερευαισθησία τύπου Ι προκαλείται από την ανοσοσφαιρίνη Ε (IgE), η οποία πυροδοτεί την αποκοκκίωση των μαστοκυττάρων και των βασεόφιλων όταν διασυνδέονται με αντιγόνο. Η υπερευαισθησία τύπου II εμφανίζεται όταν αντισώματα συνδέονται με αντιγόνα στα κύτταρα του ίδιου του ατόμου, σημαδεύοντάς τα για καταστροφή. Αυτή ονομάζεται επίσης εξαρτώμενη από τα αντισώματα (ή κυτταροτοξική) υπερευαισθησία και προκαλείται από την ανοσοσφαιρίνη Γ (IgG) και την ανοσοσφαιρίνη Μ (IgM). Η υπερευαισθησία τύπου ΙΙΙ πυροδοτείται από τα ανοσοσυμπλέγματα (συσσωματώσεις αντιγόνων, πρωτεϊνες και αντισώματα IgG και IgM) που εναποτίθενται σε διάφορους ιστούς. Η υπερευαισθησία τύπου IV (επίσης γνωστή ως κυτταρομεσολαβούμενη ή καθυστερημένου τύπου υπερευαισθησία) διαρκεί συνήθως από δύο έως τρεις ημέρες για να αναπτυχθεί. Οι αντιδράσεις τύπου IV εμπλέκονται σε πολλές αυτοάνοσες και μολυσματικές ασθένειες, αλλά μπορεί επίσης να περιλαμβάνουν δερματίτιδα εξ επαφής. Αυτές οι αντιδράσεις προκαλούνται από Τ κύτταρα, μονοκύτταρα και μακροφάγα. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walters P (2002). Molecular Biology of the Cell (Fourth έκδοση). New York and London: Garland Science. ISBN 978-0-8153-3218-3. Bertok L, Chow D (2005). Bertok L, Chow D, επιμ. Natural Immunity. 5 (1st έκδοση). ISBN 978-0-44451-755-5. Ciccone CD (2015). Pharmacology in Rehabilitation (Contemporary Perspectives in Rehabilitation) (5th έκδοση). F.A. Davis Company. ISBN 978-0-80364-029-0. Iriti M (2019). Plant Innate Immunity 2.0. Basel: MDPI. doi:10.3390/books978-3-03897-581-6 . ISBN 978-3-03897-580-9. OCLC 1105775088. Ivan Roitt-Jonathan Brostoff-David Male-David B. Roth, Ανοσολογία, εκδόσεις Παρισιάνου Α.Ε, Αθήνα 2010, ISBN 9789603946724. Janeway CA, Travers P, Walport M (2001). Immunobiology (5th έκδοση). Garland Science. Janeway CA (2005). Immunobiology (6th έκδοση). Garland Science. ISBN 0-443-07310-4. Krishnaswamy G, Ajitawi O, Chi DS (2006). «The human mast cell: an overview». Mast Cells. Methods in Molecular Biology. 315. σελίδες 13–34. doi:10.1385/1-59259-967-2:013. ISBN 1-59259-967-2. PMID 16110146. Murphy K, Weaver C (2016). Immunobiology (9 έκδοση). Garland Science. ISBN 978-0-8153-4505-3. Rajalingam R (2012). Immunogenetics. Methods in Molecular Biology. 882. σελίδες 391–414. doi:10.1007/978-1-61779-842-9_23. ISBN 978-1-61779-841-2. PMID 22665247. Reece J (2011). Campbell biology. Frenchs Forest, N.S.W: Pearson Australia. ISBN 978-1-4425-3176-5. OCLC 712136178. Silverstein AM (1989). A History of Immunology. Academic Press. ISBN 978-0-08-092583-7. Sompayrac L (2019). How the immune system works. Hoboken, NJ: Wiley-Blackwell. ISBN 978-1-119-54212-4. OCLC 1083261548. Stvrtinová V, Jakubovský J, Hulín I (1995). Pathophysiology: Principles of Disease. Computing Centre, Slovak Academy of Sciences: Academic Electronic Press. Wira CR, Crane-Godreau M, Grant K (2004). Ogra PL, Mestecky J, Lamm ME, Strober W, McGhee JR, Bienenstock J, επιμ. Mucosal Immunology. San Francisco: Elsevier. ISBN 0-12-491543-4. Ανοσοποιητικό σύστημα άρθρο στην ιστοσελίδα www.newworldencyclopedia.org. Ανοσοποιητικό σύστημα άρθρο στην ιστοσελίδα www.encyclopedia.com.