תגובה חיסונית

תגובה חיסונית היא תגובה פיזיולוגית המתרחשת בתוך אורגניזם בהקשר של דלקת במטרה להתגונן מפני גורמים אקסוגניים (חיצוניים). אלה כוללים רעלים, נגיפים, חיידקים תוך וחוץ-תאיים, פרוטוזואה, תולעים טפיליות ופטריות, שעלולים לגרום לבעיות לבריאות האורגניזם המארח אם לא יפונו מהגוף או יחוסלו.

צורות אחרות של תגובה חיסונית כוללות גורמים אקסוגניים לא מזיקים (כגון אבקה ורכיבי מזון) שיכולים לעורר אלרגיה. לטקס ומתכות ידועים גם הם כאלרגנים. רקמה מושתלת – למשל דם או איבר – יכולים לגרום למחלת השתל נגד המאכסן. יש תגובה חיסונית המכונה מחלת RH בנשים בהריון. צורות אלו של תגובה חיסונית מסווגות כתגובות רגישות יתר. צורה נוספת של תגובה חיסונית היא חסינות נגד גידולים.

יש שני ענפים של התגובה החיסונית, המולדת והנרכשת (או הסתגלנית), הפועלים יחד כדי להגן מפני פתוגנים. שני הענפים עוסקים במרכיבים הומוראליים (נוזליים, בין אם דם או נוזלים בין תאיים אחרים) ותאיים.

התגובה המולדת – התגובה הראשונה של הגוף לפולש – היא תגובה לא ספציפית ומהירה לכל סוג של פתוגן. מרכיבים של התגובה החיסונית המולדת כוללים מחסומים פיזיים כמו העור והממברנות הריריות, תאי חיסון כגון נויטרופילים, מקרופאגים ומונוציטים, וגורמים מסיסים כולל ציטוקינים וחלבוני מערכת המשלים. התגובה החיסונית הנרכשת, הסתגלנית של הגוף מטפלת באנטיגנים ספציפיים ולכן נדרש זמן רב יותר להפעיל את הרכיבים המעורבים. הענף האדפטיבי כולל תאים כגון תאים דנדריטיים, תאי T ותאי B וכן נוגדנים – הידועים גם בשם אימונוגלובולינים – המקיימים אינטראקציה ישירה עם האנטיגן ומהווים מרכיב חשוב בתגובה נגד פולש.

המגע הראשון שיש לאורגניזם עם אנטיגן יגרום לייצור תאי T ו-B אפקטורים שהם תאים משופעלים המתגוננים מפני הפתוגן. ייצורם של תאי אפקטור אלה כתוצאה מהחשיפה בפעם הראשונה נקרא תגובה חיסונית ראשונית. בשלב זה חלק מהתאים מתמיינים לתאי זיכרון T ותאי זיכרון B ונשארים בגוף זמן רב לאחר שהפתוגן חוסל. אם האורגניזם ייחשף מחדש לאותו פתוגן, תתחיל תגובה חיסונית משנית ומערכת החיסון תוכל להגיב בצורה מהירה וחזקה בזכות תאי הזיכרון מהחשיפה הראשונה.  חיסונים מציגים מיקרואורגניזם מוחלש, מומת או מקוטע על מנת לעורר תגובה חיסונית ראשונית. זאת כדי שבמקרה של חשיפה לפתוגן האמיתי, התגובה החיסונית המשנית תגן על הגוף במהירות. 

 חלק מולד 
ממוזער| תגובה חיסונית מולדת לפלישת חיידקים גראם-שליליים
התגובה החיסונית המולדת היא התגובה הראשונה של אורגניזם לפולשים זרים. תגובה חיסונית זו נשמרת מבחינה אבולוציונית על פני מינים רבים ושונים, כאשר לכל האורגניזמים הרב-תאיים יש איזושהי וריאציה של תגובה מולדת. מערכת החיסון המולדת מורכבת ממחסומים פיזיים כגון עור וממברנות ריריות, סוגי תאים שונים כמו נויטרופילים, מקרופאגים ומונוציטים, וגורמים מסיסים כולל ציטוקינים ומשלים. בניגוד לתגובה החיסונית האדפטיבית, התגובה המולדת אינה ספציפית לאף פולש זר אחד, וכתוצאה מכך, פועלת במהירות כדי לפטור את הגוף מפתוגנים.

פתוגנים מזוהים ומתגלים באמצעות (PRRs). קולטנים אלו הם מבנים על פני השטח של מקרופאגים שמסוגלים לקשור פולשים זרים וכך ליזום איתות תאים בתוך תא מערכת החיסון. באופן ספציפי, קולטני זיהוי הדפוסים מזהים (PAMPs) שהם מרכיבים מבניים אינטגרליים של פתוגנים. דוגמאות ל-PAMPs כוללות את דופן התא הפפטידוגליקן או ליפופוליסכרידים (LPS), שניהם מרכיבים חיוניים של חיידקים ולכן נשמרים מבחינה אבולוציונית על פני מינים רבים ושונים של חיידקים. 

כאשר פתוגן זר עוקף את המחסומים הפיזיים וחודר לאורגניזם, קולטני זיהוי הדפוסים על מקרופאגים (PRRs) יזהו ויקשרו ל-PAMP ספציפיים. קישור זה מביא להפעלה של מסלול איתות המאפשר לגורם השעתוק NF-κB להיכנס לגרעין המקרופאג ולהשרות שעתוק גנים רלוונטיים ולהביא להפרשת ציטוקינים כגון IL-8, IL-1 ו-TNFα. שחרור ציטוקינים אלו הכרחי לגיוס נויטרופילים מכלי הדם לרקמה הנגועה. כשנויטרופילים נכנסים לרקמה, כמו מקרופאגים, הם מסוגלים לבצע פגוציטוזה ולהרוג פתוגנים וחיידקים.

משלים, מרכיב נוסף של מערכת החיסון המולדת, מורכב משלושה מסלולים המופעלים בדרכים שונות. המסלול הקלאסי מופעל כאשר הנוגדן IgG או IgM קשור לאנטיגן היעד שלו על ממברנת תא הפתוגן או על נוגדן הקשור לאנטיגן. המסלול האלטרנטיבי מופעל על ידי משטחים זרים כגון וירוסים, פטריות, חיידקים, טפילים וכו', ומסוגל לבצע הפעלה אוטומטית (עקב "tickover" של C3 – Complement component 3 ). מסלול לקטין מופעל כש(MBL) או קולטני זיהוי דפוסים ספציפיים נקשרים לדפוסים מולקולריים הקשורים לפתוגן על פני השטח של מיקרואורגניזמים פולשים כגון שמרים, חיידקים, טפילים ווירוסים.  כל אחד משלושת המסלולים מבטיח שההשלמה עדיין תתפקד אם מסלול אחד יפסיק לעבוד או שפולש זר יוכל להתחמק מאחד מהמסלולים הללו (עקרון ההגנה לעומק). המסלולים מופעלים בצורה שונה, אך תפקיד מערכת המשלים הוא לנטרל פתוגנים ולעורר סדרה של תגובות דלקתיות המסייעות להילחם בזיהום.

 חלק נרכש 
ממוזער| הצגת פפטיד MHC יחד עם קישור ליגנד / קולטן מעורר
התגובה החיסונית הנרכשת היא קו ההגנה השני של הגוף. התאים של מערכת החיסון הנרכשת הם ספציפיים ביותר מכיוון שבשלבי התפתחות מוקדמים מפתחים תאי B ו-T קולטנים לאנטיגנים מסוימים בלבד. זה חשוב עבור הפעלת תאי B ו-T. תאי B ו-T הם תאים מסוכנים, ואם הם מסוגלים לתקוף מבלי לעבור תהליך קפדני של שפעול, תא B או T פגום יכול להתחיל להשמיד את התאים הבריאים של המארח עצמו.

שפעול של תאי T מסייעים נאיביים מתרחש כאשר תאים מציגי אנטיגן (APCs) מציגים אנטיגן זר על גבי מולקולות MHC-II על פני התא. APCs כוללים תאים דנדריטים, תאי B ומקרופאגים המצוידים לא רק ב-MHC-II, אלא גם בליגנדים קו-סטימולטוריים שמזוהים על ידי קולטנים תואמים על פני תאי T מסייעים (Helper T cells).

ללא המולקולות הקו-סטימולטוריות, כלומר שמעוררות תגובה הדדית, התגובה החיסונית הנרכשת תהיה לא יעילה ותאי T יהפכו לאנרגיים -לא פעילים (anergy). ניתן לשפעל תת-קבוצות שונות של תאי T על ידי APCs ספציפיים, וכל תא T מצויד להתמודדות עם כל פתוגן מיקרוביאלי ייחודי. סוג תא ה-T המופעל וסוג התגובה שנוצרת תלויים בין השאר בהקשר שבו ה-APC נתקל לראשונה באנטיגן. ברגע שתאי T מסייעים משופעלים, הם מסוגלים להפעיל תאי B נאיביים בבלוטת הלימפה. עם זאת, הפעלת תאי B היא תהליך דו-שלבי. ראשית, קולטני תאי B (ה-BCR), שהם נוגדני אימונוגלובולין M (IgM) ואימונוגלובולין D (IgD) ספציפיים לתא B המסוים, חייבים להיקשר לאנטיגן, מה שגורם לאחר מכן לעיבוד פנימי כך שהאנטיגן מוצג על מולקולות MHC-II של תא B. בשלב השני, תא T מסייע המסוגל לזהות את האנטיגן הקשור ל-MHC מקיים אינטראקציה עם המולקולה הקו-סטימולטורית שלו ומפעיל את תא B. כתוצאה מכך, תא B מתמיין לתא פלזמה אשר מפריש נוגדנים הפועלים כאופסונינים כנגד פולשים.

הספציפיות בענף החיסוניות הנרכשת נובעת מהעובדה שכל תא B ו-T שונה מרעו. לפיכך יש קהילה מגוונת של תאים המוכנים לזהות ולתקוף מגוון שלם של פולשים. עם זאת, הפשרה היא שהתגובה החיסונית הנרכשת איטית בהרבה מהתגובה המולדת של הגוף, מכיוון שהתאים שלו ספציפיים ביותר ונדרשת הפעלה לפני שהוא מסוגל לפעול. בנוסף לספציפיות, התגובה החיסונית ההנרכשת ידועה גם בזיכרון אימונולוגי. לאחר מפגש עם אנטיגן, המערכת החיסונית מייצרת תאי T ו-B שזוכרים ומאפשרים תגובה חיסונית מהירה וחזקה יותר במקרה שהאורגניזם יפגוש שוב את אותו אנטיגן.

 סוגי תגובה חיסונית 
ממוזער
בהתאם לסוג האיום החיצוני, ישנם מספר סוגים של תגובה חיסונית. מערכת החיסון (הן מולדת והן הנרכשת) ורכיבים תאיים ומולקולריים חוץ חיסוניים מאורגנים יחד כדי להגיב בצורה מיטבית לאתגרי חשיפה שונים.

נכון לעכשיו, ידוע על מספר סוגים של תגובה חיסונית.

תגובה מסוג 1 מתעוררת על ידי נגיפים, חיידקים תוך תאיים וטפילים. פועלים תאי לימפה מולדים מקבוצה 1 (ILC1), תאי NK, תאי Th1, מקרופאגים, ואיזוטיפי IgG שמבצעים אופסוניזציה – הכנה לפאגוציטוזה.

תגובה מסוג 2 שנגרמת על ידי רעלים וטפילים רב-תאיים. ILC2, תאי אפיתל, לימפוציטים Th2, אאוזינופילים, בזופילים, תאי פיטום, IgE הם שחקני מפתח כאן.

תגובה מסוג 3 מכוונת לחיידקים ופטריות חוץ-תאיים על ידי גיוס ILC3, Th17, נויטרופילים, ואופסוניזציה של איזוטיפ IgG.

יש סוגים נוספים של תגובה חיסונית בפתולוגיות לא זיהומיות. 

לכל סוגי התגובה החיסונית יש זרוע חישה (ILC, תאי NK), זרוע נרכשת (תאי T ו-B) וזרוע אפקטורית (ביצועית) (נויטרופילים, אאוזינופילים, בזופילים ותאי פיטום).

 הערות שוליים 

 קישורים חיצוניים 

 http://www.journals.elsevier.com/human-immunology/call-for-papers/single-molecule-sequencing-for-histocompatibility-and-immuno/
 http://www.karger.com/Journal/Issue/227635
 http://www.springer.com/biomed/immunology/journal/251

קטגוריה:מערכת החיסון
קטגוריה:אימונולוגיה