Narządy i komórki układu odpornościowego

Układ odpornościowy chroni organizm przed drobnoustrojami chorobotwórczymi, toksynami, a także komórkami uszkodzonymi lub nowotworowymi. Jego działanie opiera się na współpracy narządów limfatycznych, komórek odpornościowych oraz substancji, takich jak przeciwciała. Ważne jest rozróżnienie dwóch typów odpowiedzi: odporności wrodzonej i odporności nabytej.

Odporność wrodzona działa szybko, ale ma charakter nieswoisty. Oznacza to, że reaguje na zagrożenie ogólnie, bez dokładnego rozpoznawania konkretnego antygenu. Z kolei odporność nabyta rozwija się wolniej przy pierwszym kontakcie z patogenem, lecz jest bardziej precyzyjna i wiąże się z powstawaniem pamięci immunologicznej.

W praktyce obie części układu nie działają osobno. Najpierw uruchamiane są mechanizmy wrodzone, a następnie, gdy organizm rozpozna konkretny antygen, aktywowana zostaje odpowiedź swoista.

Do narządów limfatycznych pierwotnych zalicza się czerwony szpik kostny i grasicę. Są to miejsca, w których komórki odpornościowe powstają albo dojrzewają, zanim zaczną pełnić swoje funkcje obronne.

W czerwonym szpiku kostnym zachodzi hematopoeza, czyli wytwarzanie elementów morfotycznych krwi. Powstają tam także leukocyty, a limfocyty B właśnie w tym narządzie dojrzewają. Szpik jest więc podstawowym miejscem tworzenia komórek uczestniczących w odporności.

Grasica leży za mostkiem i jest szczególnie aktywna w dzieciństwie. To w niej dojrzewają limfocyty T. Podczas tego procesu komórki uczą się rozpoznawać obce antygeny i nie reagować na własne tkanki organizmu. Dzięki temu zmniejsza się ryzyko ataku na własne komórki.

Znajomość funkcji tych narządów jest częstym wymaganiem maturalnym, zwłaszcza w zadaniach porównujących miejsce dojrzewania limfocytów B i T.

Narządy limfatyczne wtórne to miejsca, w których dojrzałe komórki odpornościowe spotykają się z antygenem i rozpoczynają właściwą odpowiedź immunologiczną. Najważniejsze z nich to węzły chłonne, śledziona i migdałki.

Węzły chłonne są rozmieszczone na przebiegu naczyń limfatycznych. Filtrują limfę, wychwytują drobnoustroje oraz stanowią miejsce namnażania i aktywacji limfocytów. Ich powiększenie podczas infekcji wynika właśnie ze wzmożonej aktywności odpornościowej.

Śledziona filtruje krew, a nie limfę. Usuwa stare erytrocyty, bierze udział w magazynowaniu krwi i uczestniczy w odpowiedzi odpornościowej przeciw antygenom obecnym we krwi. Zawiera liczne limfocyty i makrofagi.

Migdałki to skupiska tkanki limfatycznej w obrębie gardła. Chronią organizm na granicy środowiska zewnętrznego, zwłaszcza tam, gdzie patogeny mogą dostać się z powietrzem lub pokarmem.

W odporności wrodzonej ważną rolę odgrywają komórki działające szybko po zakażeniu. Należą do nich przede wszystkim neutrofile, makrofagi oraz komórki NK. Ich zadaniem jest ograniczenie rozwoju zakażenia jeszcze przed uruchomieniem odpowiedzi swoistej.

Neutrofile są bardzo liczne i szybko przemieszczają się do miejsca infekcji. Szczególnie skutecznie zwalczają bakterie przez fagocytozę, czyli pochłanianie i trawienie drobnoustrojów. Są ważne w ostrym stanie zapalnym.

Makrofagi także fagocytują patogeny, ale ich rola jest szersza. Usuwają resztki komórkowe i mogą prezentować fragmenty antygenów limfocytom, przez co łączą odporność wrodzoną z nabytą.

Komórki NK niszczą niektóre komórki zakażone wirusami i komórki nowotworowe. Działają bez wcześniejszego swoistego rozpoznania danego antygenu, dlatego zalicza się je do odporności wrodzonej.

W zadaniach warto odróżniać komórki żerne od komórek wytwarzających przeciwciała, bo to częsty punkt pomyłek.

Najważniejszymi komórkami odporności nabytej są limfocyty B i limfocyty T. Reagują one swoiście, czyli rozpoznają konkretny antygen. Po pierwszym kontakcie z patogenem odpowiedź jest wolniejsza, ale organizm zyskuje zdolność szybszego reagowania przy kolejnym zakażeniu.

Limfocyty B po aktywacji mogą przekształcać się w komórki plazmatyczne, które intensywnie produkują przeciwciała. Mogą również tworzyć komórki pamięci. Przeciwciała wiążą antygeny i ułatwiają ich unieszkodliwienie oraz usunięcie.

Limfocyty T pełnią różne funkcje. Część z nich koordynuje odpowiedź innych komórek, a limfocyty T cytotoksyczne niszczą komórki zakażone i niektóre komórki nowotworowe. W ten sposób odporność nabyta może działać zarówno przez przeciwciała, jak i przez bezpośrednie niszczenie komórek.

Ważnym skutkiem działania odporności nabytej jest powstawanie komórek pamięci immunologicznej, które stanowią podstawę skuteczności szczepień.

Aby odpowiedź swoista mogła się rozpocząć, antygen musi zostać rozpoznany i przedstawiony limfocytom. Dużą rolę odgrywają tu komórki dendrytyczne oraz makrofagi, które należą do komórek prezentujących antygen. Pobierają one drobnoustroje, przetwarzają ich fragmenty i prezentują je limfocytom T.

To pokazuje, że między odpornością wrodzoną a nabytą nie ma ostrej granicy funkcjonalnej. Komórki wrodzone wykrywają zagrożenie i uruchamiają pierwszą obronę, a następnie pomagają aktywować odpowiedź bardziej precyzyjną. Dzięki temu organizm najpierw ogranicza szerzenie się patogenu, a potem kieruje przeciw niemu właściwe przeciwciała lub aktywuje odpowiednie limfocyty.

Z punktu widzenia sprawdzianu trzeba umieć powiązać narząd z funkcją oraz komórkę z mechanizmem działania. Typowe polecenia dotyczą wskazania miejsca dojrzewania limfocytów, rozpoznania komórek fagocytujących oraz wyjaśnienia, dlaczego po kolejnym kontakcie z tym samym antygenem odpowiedź jest szybsza.