Ανοσολογικό Σύστημα
Πώς λειτουργεί
Το ανοσολογικό σύστημα είναι ένα δίκτυο κυττάρων και οργάνων τα οποία συνεργάζονται για να υπερασπίσουν το σώμα από τις επιθέσεις ξένων εισβολέων.
Αυτοί είναι κυρίως μικρόβια – μικροί οργανισμοί που προκαλούν λοιμώξεις όπως τα βακτήρια, οι ιοί, τα παράσιτα και οι μύκητες.
Επειδή το ανθρώπινο σώμα παρέχει ένα ιδανικό περιβάλλον για πολλούς μικροοργανισμούς, αυτοί προσπαθούν να εισβάλλουν σε αυτό.
Η δουλειά του ανοσολογικού συστήματος είναι να αποτρέψει την είσοδο των μικροοργανισμών στο σώμα και σε αντίθετη περίπτωση να τους ανιχνεύσει και να τους καταστρέψει.
Όταν παρόλα αυτά το ανοσολογικό σύστημα δεν λειτουργήσει ή όταν έχει κάποια «ανεπάρκεια» έχει ως αποτέλεσμα μια πληθώρα ασθενειών, όπως παραδείγματος χάριν αλλεργία, αρθρίτιδα, καρκίνος, AIDS.
Το ανοσολογικό σύστημα είναι απίστευτα πολύπλοκο. Μπορεί να αναγνωρίσει εκατομμύρια διαφορετικούς εχθρούς και μπορεί να παράγει ουσίες και κύτταρα για να αντιμετωπίσει και να εξολοθρεύσει κάθε έναν από αυτούς.
Το μυστικό της επιτυχίας του βασίζεται σε ένα περίτεχνο και δυναμικό δίκτυο πληροφοριών : εκατομμύρια κύτταρα οργανωμένα σε ομάδες και υποομάδες μεταφέρουν πληροφορίες αμφίδρομα, μοιάζοντας με σμήνη από μέλισσες που συρρέουν γύρω από μια κυψέλη.
Όταν για τα κύτταρα του ανοσολογικού σημάνει συναγερμός υφίστανται στρατηγικές αλλαγές και αρχίζουν να παράγουν ισχυρές χημικές ουσίες. Αυτές οι ουσίες επιτρέπουν στα κύτταρα να ρυθμίζουν την αύξησή τους και τη συμπεριφορά τους, να προσελκύουν και άλλα αμυντικά κύτταρα και να τα κατευθύνουν εναντίον του εχθρικού στόχου.
Δικά μας και ξένα
Το ανοσοποιητικό σύστημα έχει μια αξιοσημείωτη ικανότητα να αναγνωρίζει τα κύτταρα του σώματος από τα ξένα κύτταρα. Τα αμυντικά κύτταρα που συνήθως συνυπάρχουν ειρηνικά με κύτταρα του σώματος τα οποία διακρίνονται από πρωτεΐνες της επιφανείας τους : τους επιφανειακούς δείκτες. Όταν όμως αυτοί οι υπερασπιστές του σώματος ανιχνεύσουν κύτταρα ή οργανισμούς οι οποίοι έχουν διακριτικά που σημαίνουν «ξένος», τότε γρήγορα αρχίζουν τη δράση.
Οποιαδήποτε ουσία μπορεί να πυροδοτήσει αυτή την αμυντική αντίδραση ονομάζεται αντιγόνο. Ένα αντιγόνο μπορεί να είναι μικρόβιο, όπως ο ιός ή ακόμη ένα μέρος μόνο του ιού. Οι ιστοί και τα κύτταρα από ένα άλλο άτομο (εκτός και αν πρόκειται για μονοωογενείς δίδυμους) επίσης φέρουν μόρια αναγνώρισης «ξένου» και ενεργούν σαν αντιγόνα∙ αυτό εξηγεί το γεγονός της απόρριψης των ιστικών μοσχευμάτων στις μεταμοσχεύσεις. Το σώμα μας θα ήταν ικανό να απορρίψει ακόμα και τις θετικές πρωτεΐνες που υπάρχουν στις τροφές εάν αυτές δεν είχαν διασπασθεί από το πεπτικό σύστημα.
Σε παθολογικές καταστάσεις το ανοσοποιητικό σύστημα μπορεί να μην αναγνωρίσει κύτταρα του δικού του οργανισμού και να επιτεθεί σε αυτό. Το αποτέλεσμα είναι ένα αυτοάνοσο νόσημα. Κάποιες μορφές αρθρίτιδας και διαβήτη είναι αυτοάνοσα νοσήματα.
Σε κάποιες άλλες περιπτώσεις, το ανοσοποιητικό σύστημα αντιδρά λανθασμένα σε κάποιες φαινομενικά ακίνδυνες ουσίες, όπως η γύρις των λουλουδιών ή οι τρίχες των κατοικιδίων ζώων∙ το αποτέλεσμα ονομάζεται αλλεργία και αυτό το είδος του αντιγόνου ονομάζεται αλλεργιογόνο.
Η δομή του ανοσολογικού συστήματος
Τα όργανα του ανοσοποιητικού συστήματος βρίσκονται σε όλο το σώμα. Τα όργανα αυτά ονομάζονται λεμφοκυττογόνα όργανα επειδή εκεί βρίσκονται τα λεμφοκύτταρα. Αυτά είναι μικρά λευκά αιμοσφαίρια και έχουν τον κύριο ρόλο μέσα στο αμυντικό σύστημα.
Ο μυελός των οστών, ένας μαλακός ιστός μέσα στο εσωτερικό κοίλο των οστών είναι η βασική πηγή όλων των αιμοσφαιρίων, συμπεριλαμβανομένων των λευκών αιμοσφαιρίων που πρόκειται να γίνουν αμυντικά κύτταρα. Ο θύμος αδένας είναι ένα όργανο που βρίσκεται πίσω από το στέρνο και τα λεμφοκύτταρα που είναι γνωστά ως Τ-λεμφοκύτταρα ωριμάζουν στον θύμο αδένα.
Τα λεμφοκύτταρα μπορούν να «ταξιδεύουν» μέσα στο σώμα, χρησιμοποιώντας είτε τα αιμοφόρα αγγεία είτε ένα δικό τους σύστημα από λεμφικά αγγεία. Όπως τα μικρά ποταμάκια τα οποία συμβάλλουν σε ολοένα και μεγαλύτερα ποτάμια τα λεμφικά αγγεία μεταπίπτουν σε μεγαλύτερα αγγεία. Στη βάση του αυχένα συγχωνεύονται σε ένα μεγάλο πόρο ο οποίος αδειάζει το περιεχόμενό του στην κυκλοφορία του αίματος.
Τα λεμφικά αγγεία μεταφέρουν λέμφο, ένα διαυγές υγρό το οποίο φροντίζει για την καθαριότητα των ιστών του σώματος.Κατά μήκος των λεμφικών αγγείων βρίσκονται οι μικροί σε σχήμα φασολιού λεμφαδένες, οι οποίοι σχηματίζουν ομάδες στο αυχένα, στις μασχάλες, στην κοιλιακή χώρα και στην βουβωνική χώρα. Κάθε λεμφαδένας περιέχει ειδικούς χώρους όπου τα αμυντικά κύτταρα συναθροίζονται και μπορούν να συναντούν τα αντιγόνα.
Ο σπλήνας είναι ένα όργανο μεγέθους γροθιάς και βρίσκεται επάνω και αριστερά της κοιλιακής χώρας. Όπως οι λεμφαδένες, έτσι και ο σπλήνας, αποτελείται από ειδικούς χώρους όπου τα αμυντικά κύτταρα αθροίζονται και εργάζονται, με αποτέλεσμα να λειτουργεί ο σπλήνας σαν ένα πεδίο συνάντησης, όπου τα αντιγόνα αντιμετωπίζουν την ανοσολογική απάντηση.
Ο λεμφικός ιστός ανευρίσκεται σε πολλές περιοχές μέσα στο σώμα και ειδικότερα στην επένδυση της πεπτικής οδού, καθώς και της αεροφόρου οδού και των πνευμόνων : περιοχές οι οποίες αποτελούν τις πύλες του ανθρώπινου σώματος. Αυτός ο ιστός συμπεριλαμβάνει τις αμυγδαλές (παρίσθμιες αμυγδαλές), τις αδενοειδείς εκβλαστήσεις (υπερτροφία της φαρυγγικής αμυγδαλής) και τη σκωληκοειδή απόφυση.
Τα ανοσοκύτταρα φθάνουν μέσα στους λεμφαδένες μέσω των εισερχόμενων λεμφικών αγγείων ή μέσω των μικρών αιμοφόρων αγγείων του λεμφαδένα. Κατόπιν απομακρύνονται από τους λεμφαδένες μέσω των εξερχομένων λεμφαγγείων. Στη συνέχεια, με την κυκλοφορία του αίματος μεταφέρονται στους ιστούς όλου του σώματος. Περιπολούν παντού για ξένα αντιγόνα, μέχρι να επιστρέψουν ξανά στο λεμφικό σύστημα και να ξεκινήσουν τον κύκλο από την αρχή.
Τα ανοσοκύτταρα και τα προϊόντα τους
Το οπλοστάσιο του ανοσοποιητικού συστήματος περιλαμβάνει ένα μεγάλο απόθεμα από κύτταρα, όχι μόνο λεμφοκύτταρα, αλλά και φαγοκύτταρα (ειδικά κύτταρα που καταβροχθίζουν ξένα σώματα) και άλλα παρόμοια κύτταρα. Ορισμένα αμυντικά κύτταρα αναλαμβάνουν γενική δράση, ενώ άλλα εκπαιδεύονται σε υψηλής ακρίβειας στόχους.
Τα περισσότερα αμυντικά κύτταρα για να δράσουν αποτελεσματικά, πρέπει να συνεργαστούν μεταξύ τους. Μερικές φορές τα αμυντικά κύτταρα επικοινωνούν με άμεση φυσική επαφή, ενώ άλλες φορές απελευθερώνοντας χημικές ουσίες.
Επειδή το ανοσοποιητικό σύστημα περιλαμβάνει εξειδικευμένα κύτταρα για εκατομμύρια διαφορετικούς εχθρούς, εξοικονομεί χώρο αποθηκεύοντας λίγα κύτταρα από κάθε «ειδικότητα». Όταν εμφανιστεί ένα αντιγόνο, αυτά τα λίγα κύτταρα πολλαπλασιάζονται και δημιουργούν μια ολόκληρη στρατιά. Μόλις τελειώσει η δουλειά τους, ο αριθμός τους μικραίνει και πάλι.
Τα λεμφοκύτταρα
Τα λεμφοκύτταρα είναι μια βασική κατηγορία αμυντικών κυττάρων. Τα β-λεμφοκύτταρα και τα Τ-λεμφοκύτταρα είναι οι δύο κύριες κατηγορίες λεμφοκυττάρων. Τα β-λεμφοκύτταρα έχουν ως κύριο έργο τους την έκκριση ουσιών που καλούνται αντισώματα, μέσα στα υγρά του σώματος.
Τα αντισώματα ανιχνεύουν αντιγόνα που κινούνται μέσα στην κυκλοφορία του αίματος. Παρόλα αυτά όμως δεν είναι σε θέση να διεισδύσουν σε κύτταρα. Την επίθεση σε κύτταρα στόχους – όπως είναι τα κύτταρα που έχουν προσβληθεί από ιό ή τα κύτταρα που έχουν εξαλλαγεί σε καρκινικά – την επιτελούν τα Τ-λεμφοκύτταρα ή άλλα είδη αμυντικών κυττάρων.
Κάθε β-λεμφοκύτταρο είναι προγραμματισμένος να εκκρίνει ένα ειδικό αντίσωμα. Παραδείγματος χάριν, ένα β-λεμφοκύτταρο παράγει ένα αντίσωμα, το οποίο θα αναχαιτίσει τον ιό του κοινού κρυολογήματος, ενώ κάποιο άλλο παράγει ένα αντίσωμα το οποίο επιτίθεται στο βακτήριο που προκαλεί πνευμονία.
Όταν ένα β-λεμφοκύτταρο έρχεται σε επαφή με τι ειδικό αντιγόνο, διαιρείται σε πολλά μεγάλα κύτταρα τα οποία είναι γνωστά ως πλασμοκύτταρα. Κάθε πλασμοκύτταρο αποτελεί ουσιαστικά ένα εργοστάσιο παραγωγής αντισωμάτων. Κάθε πλασματοκύτταρο που κατάγεται από ένα β-λεμφοκύτταρο, κατασκευάζει εκατομμύρια πανομοιότυπα μόρια αντισωμάτων και τα διοχετεύει στην κυκλοφορία του αίματος.
Το αντίσωμα συναρμόζει με το αντιγόνο περίπου όπως το κλειδί στην κλειδαριά. Αυτή η σύνδεση άλλοτε είναι περισσότερο και άλλοτε λιγότερο ακριβής. Πάντως, κάθε φορά που ένα αντίσωμα συναρμόζει με ένα αντιγόνο, το αντιγόνο σημαδεύεται για καταστροφή.
Τα αντισώματα ανήκουν σε μια οικογένεια μεγάλων μορίων που είναι γνωστά ως ανοσοσφαιρίνες. Οι διάφοροι τύποι έχουν και διαφορετικό ρόλο στη στρατηγική του ανοσοποιητικού συστήματος. Η ανοσοσφαιρίνη G ή IgG επικαλύπτει μικρόβια επιταχύνοντας την καταστροφή τους από άλλα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος.
Η ανοσοσφαιρίνη Μ είναι πολύ αποδοτική στην καταστροφή βακτηριδίων. Η ανοσοσφαιρίνη Α συγκεντρώνεται στα υγρά του σώματος – δάκρυα, σάλιο, εκκρίσεις της αναπνευστικής οδού και της πεπτικής οδού – φυλάσσοντας τις εισόδους του σώματος. Η ανοσοσφαιρίνη Ε της οποίας η φυσιολογική λειτουργία είναι να προφυλάσσει το σώμα από τις μολύνσεις με παράσιτα, είναι κύρια υπεύθυνη για τα συμπτώματα της αλλεργίας.
Τα Τ-λεμφοκύτταρα συνεισφέρουν στο αμυντικό σύστημα με δύο κυρίως τρόπους. Μερικά είναι βοηθητικά και κατευθύνουν και ρυθμίζουν την ανοσοαπάντηση. Αλλά είναι φονικά και επιτίθενται σε κύτταρα που έχουν μολυνθεί ή είναι καρκινικά. Τα φονικά Τ-λεμφοκύτταρα επιτίθενται εναντίον κυττάρων των ξένων οργάνων στις μεταμοσχεύσεις.
Τα Τ-λεμφοκύτταρα εκκρίνουν χημικές ουσίες γνωστές ως κυτοκίνες ή πιο ειδικά λεμφοκίνες. Αυτές δεσμεύονται στα κύτταρα στόχους και κινητοποιούν πολλά άλλα κύτταρα και ουσίες. Επίσης, συμβάλλουν στην αύξηση των κυττάρων, πυροδοτούν την κυτταρική δραστηριότητα, κατευθύνουν την κυτταρική κυκλοφορία, καταστρέφουν κύτταρα στόχους και διεγείρουν τα φαγοκύτταρα.
Τα φυσικά φονικά κύτταρα είναι ένα ακόμη είδος λεμφοκυττάρων. Όπως τα φονικά Τ-λεμφοκύτταρα είναι οπλισμένα με κοκκία γεμάτα με δραστικές χημικές ουσίες. Όμως, ενώ τα Τ-λεμφοκύτταρα επιτίθενται μόνο σε συγκεκριμένα κύτταρα στόχους, τα φυσικά φονικά κύτταρα επιτίθενται εναντίον κάθε εχθρού. Και τα δύο είδη των φονικών κυττάρων δρουν με την άμεση επαφή : αρχικά έρχονται σε επαφή με το κύτταρο-στόχο, ύστερα συγκεντρώνουν τα κοκκία με τις δραστικές ουσίες προς αυτό, και τέλος το θανατώνουν με τις χημικές ουσίες που απελευθερώνονται.
Τα φαγοκύτταρα και τα είδη τους
Τα φαγοκύτταρα είναι μεγάλα λευκά κύτταρα τα οποία μπορούν να «καταπιούν» και να διαλύσουν μικρόβια και άλλα ξένα στοιχεία. Τα μονοκύτταρα είναι φαγοκύτταρα τα οποία κυκλοφορούν στο αίμα. Όταν τα μονοκύτταρα μεταναστεύουν στους ιστούς, μετατρέπονται σε μακροφάγα. Ειδικοί τύποι των μακροφάγων μπορούν να βρεθούν σε πολλά όργανα, όπως στους πνεύμονες, στα νεφρά, στον εγκέφαλο και στο ήπαρ.
Τα μακροφάγα έχουν πολλές λειτουργίες : καθαρίζουν το σώμα από κατεστραμμένα κύτταρα και άλλα περιττά στοιχεία, επιδεικνύουν τμήματα από ξένα αντιγόνα, ώστε να προσελκύσουν λεμφοκύτταρα, και εκλύουν μια μεγάλη ποικιλία από ισχυρές κυτοκίνες, γνωστές ως μονοκίνες, οι οποίες έχουν ζωτική σημασία για την ανοσοαπάντηση.
Τα πολυμορφοπύρηνα είναι ένα ακόμη είδος αμυντικών κυττάρων. Τα πολυμορφοπύρηνα είναι λευκά αιμοσφαίρια τα οποία περιέχουν κοκκία γεμάτα με δραστικές ουσίες, οι οποίες τους δίνουν τη δυνατότητα να καταστρέφουν μικροοργανισμούς. Μερικές από αυτές τις χημικές ουσίες, όπως η ισταμίνη, συμβάλλουν στην ανάπτυξη φλεγμονής και αλλεργίας.
Ένα είδος πολυμορφοπύρηνου κυττάρου, το ουδετερόφιλο, δρα επίσης ως φαγοκύτταρο. Χρησιμοποιεί τις αποθηκευμένες χημικές ουσίες του για να αποδομήσει τα μικρόβια που καταπίνει. Τα εοσινόφιλα και τα βασεόφιλα είναι πολυμορφοπύρηνα, τα οποία διαχέουν τις χημικές ουσίες των κοκκίων τους στα βλαστικά κύτταρα και μικρόβια που βρίσκονται κοντά τους.
Τα μαστοκύτταρα μοιάζουν με τα βασεόφιλα, όμως δεν κυκλοφορούν στο αίμα. Βρίσκονται στους πνεύμονες, στο δέρμα, στη γλώσσα, και στο βλεννογόνο της μύτης και της πεπτικής οδού, όπου και ευθύνονται για συμπτώματα της αλλεργίας.
Τα αιμοπετάλια είναι κυτταρικά τμήματα και έχουν κοινή προέλευση με τα προηγούμενα. Τα αιμοπετάλια περιέχουν επίσης κοκκία. Εκτός από τη λειτουργία της πήξης του αίματος και της επούλωσης των πληγών, τα αιμοπετάλια συμμετέχουν και στο σύστημα ανοσίας.
Συμπλήρωμα
Το συμπλήρωμα είναι ένα σύμπλεγμα 25 περίπου χημικών ουσιών του σώματος, οι οποίες ενεργοποιούνται για να «συμπληρώσουν» τη δράση των αντισωμάτων στην καταστροφή των μικροβίων. Το συμπλήρωμα επίσης βοηθά το σώμα να καθαρίζεται από τα αντιγόνα που είναι καλυμμένα με αντισώματα (συμπλέγματα αντιγόνου – αντισώματος).
Οι πρωτεΐνες του συμπληρώματος, οι οποίες προκαλούν διαστολή των αγγείων και αύξηση της διαπερατότητάς τους, συμβάλλουν στην ερυθρότητα, στην αύξηση θερμοκρασίας στο οίδημα, στον πόνο και στην απώλεια λειτουργίας του χαρακτηρίζουν μια φλεγμονώδη αντίδραση.
Οι πρωτεΐνες του συμπληρώματος κυκλοφορούν στο αίμα σε μια ανενεργή μορφή. Όταν η αρχική πρωτεΐνη του συμπληρώματος ενεργοποιηθεί – συνήθως από ένα αντίσωμα το οποίο είναι συνδεδεμένο με τι επιφανειακό αντιγόνο ενός κυττάρου – ξεκινά μια αλυσιδωτή αντίδραση.
Η σειρά με την οποία συνδέονται τα ενεργοποιημένα τμήματα είναι ακριβής και όλη η αντίδραση είναι γνωστή ως αντίδραση καταρράκτης του συμπληρώματος. Το τελικό σύμπλεγμα έχει κυλινδρική μορφή και εισδύει στην κυτταρική μεμβράνη του κυττάρου ανοίγοντας μια οπή. Καθώς υγρά και μόρια διαχέονται εντός και εκτός του κυττάρου, το κύτταρο διογκώνεται και σπάζει.
Η ανοσοαπάντηση
Οι λοιμώξεις είναι το πιο συνηθισμένο αίτιο των νόσων του ανθρώπου. Ποικίλλουν από το απλό κρυολόγημα, μέχρι εξουθενωτικές νόσους, όπως η χρόνια ηπατίτιδα και νόσους που απειλούν τη ζωή, όπως το AIDS. Τα μικρόβια που καταφέρνουν να προσεγγίσουν το ανθρώπινο σώμα, πρέπει πρώτα να περάσουν την εξωτερική πανοπλία του σώματος.
Το δέρμα και οι μεμβράνες που επενδύουν τις πύλες εισόδου στον ανθρώπινο οργανισμό, όχι μόνο αποτελούν ένα φυσικό φραγμό, αλλά είναι και πλούσιοι σε φαγοκύτταρα και IgA αντισώματα.
Στη συνέχεια, τα μικρόβια πρέπει να ξεπεράσουν μια σειρά από μη ειδικά αμυντικά στοιχεία, τα οποία είναι έτοιμα να επιτεθούν δίχως να είναι απαραίτητη η ειδική αναγνώριση. Στα στοιχεία αυτά συμπεριλαμβάνονται τα περιπλανώμενα φαγοκύτταρα, τα φυσικά φονικά κύτταρα και το συμπλήρωμα.
Τα μικρόβια που ξεπερνούν τη μη ειδική άμυνα, πρέπει να αντιμετωπίσουν την ειδική ανοσοαπάντηση, η οποία δημιουργήθηκε αποκλειστικά για αυτά. Ειδικά αντισώματα και αμυντικά κύτταρα είναι οπλισμένα με επιφανειακούς υποδοχείς για την αναγνώριση και τη σύνδεση με τους εκλεγμένους στόχους.
Ανοσία, φυσική και επίκτητη
Από παλιά οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι οι άνθρωποι που θεραπεύονται από πανούκλα δεν νοσούν ξανά από την ίδια νόσο – έχουν επίκτητη ανοσία. Αυτό γιατί όταν τα β και Τ-λεμφοκύτταρα ενεργοποιούνται, μερικά από αυτά γίνονται κύτταρα μνήμης. Την επόμενη φορά που ο οργανισμός δέχεται τον ίδιο αντιγονικό ερεθισμό, το ανοσοποιητικό σύστημα μπαίνει σε λειτουργία για την εξολόθρευσή του.
Η ανοσία μπορεί να είναι ισχυρή ή αδύναμη, μικρής ή μεγάλης διάρκειας, ανάλογα με τον τύπο του αντιγόνου, την ποσότητα του αντιγόνου και την οδό από την οποία εισέρχεται στον οργανισμό.
Η ανοσία επίσης επηρεάζεται από τα γονίδια που κληρονομεί κανείς. Όταν εκτίθενται στο ίδιο αντιγόνο διάφορα άτομα, κάποια αντιδρούν έντονα, κάποια άλλα λιγότερο έντονα και κάποια καθόλου.
Η ανοσοαπάντηση μπορεί να πυροδοτηθεί όχι μόνο από μια μόλυνση, αλλά και από ανοσοποίηση μέσω εμβολίων. Τα εμβόλια περιέχουν μικροοργανισμούς – ή τμήματα από μικροοργανισμούς – οι οποίοι έχουν υποστεί κατάλληλη επεξεργασία, ώστε να είναι ικανοί να προκαλέσουν ανοσοαπάντηση, όχι όμως και πλήρη εκδήλωση της νόσου.
Η ανοσία μπορεί επίσης να μεταφερθεί από ένα άτομο σε κάποιο άλλο, με ένεση ορού πλούσιου σε αντισώματα. Ορός με ανοσοσφαιρίνες (γάμμα-σφαιρίνη) δίνεται μερικές φορές για να προστατέψει ταξιδιώτες σε χώρες όπου είναι διαδεδομένη η ηπατίτιδα, τέτοια ανοσία όμως διαρκεί από λίγες εβδομάδες έως λίγους μήνες.
Τα νεογέννητα, επειδή έχουν αδύναμη ανοσοαπάντηση, προστατεύονται τους πρώτους μήνες της ζωής από αντισώματα, που έχουν λάβει από τις μητέρες τους πριν τον τοκετό. Τα βρέφη λάμβαναν επίσης αντισώματα και από το μητρικό γάλα με τον θηλασμό∙ αυτά βοηθούν στην προστασία του πεπτικού σωλήνα.
Διαταραχές του ανοσοποιητικού συστήματος
Αλλεργία
Ο πιο συχνός τύπος της αλλεργικής αντίδρασης συμβαίνει όταν το ανοσοποιητικό σύστημα ανταποκρίνεται σε ένα λανθασμένο συναγερμό. Σε ένα αλλεργικό άτομο, μια φυσιολογικά αβλαβής ουσία – η γύρη των χόρτων ή η σκόνη του σπιτιού για παράδειγμα – λαμβάνεται λανθασμένα ως απειλή και δέχεται επίθεση.
Αλλεργίες, όπως αυτές που εκδηλώνονται σαν ένα εξάνθημα, σχετίζονται με ένα αντίσωμα του οργανισμού, την ανοσοσφαιρίνη Ε (IgΕ). Όπως τα άλλα αντισώματα, κάθε IgE αντίσωμα είναι ειδικό∙ κάποιο δρα εναντίον της γύρης ενός φυτού, κάποιο άλλο εναντίον της σκόνης.
Αυτοάνοσες νόσοι
Μερικές φορές η ικανότητα αναγνώρισης του ανοσοποιητικού συστήματος αναστέλλεται, και ο οργανισμός αρχίζει να παράγει Τ-λεμφοκύτταρα και αντισώματα, τα οποία στρέφονται εναντίον των κυττάρων και των οργάνων του σώματος. Αυτά τα Τ-λεμφοκύτταρα και τα «αυτοαντισώματα», όπως λέγονται, συμβάλλουν σε πολλές ασθένειες.
Για παράδειγμα, Τ-λεμφοκύτταρα τα οποία προσβάλλουν κύτταρα του παγκρέατος, συμβάλλουν στην εκδήλωση του διαβήτη, ενώ ένα αντίσωμα το οποίο είναι γνωστό σαν ρευματοειδής παράγοντας, είναι κοινό σε άτομα με ρευματοειδή αρθρίτιδα. Ασθενείς με συστηματικό ερυθηματώδη λύκο, έχουν αντισώματα εναντίον πολλών ειδών κυττάρων και κυτταρικών στοιχείων.
Κανείς δεν γνωρίζει ακριβώς την αιτία μιας αυτοάνοσης νόσου, και ενδέχεται να συμβάλλουν πολλοί παράγοντες. Τέτοιοι είναι στοιχεία του περιβάλλοντος όπως οι ιοί, ορισμένες ουσίες, και η ηλιακή ακτινοβολία, οι οποίοι μπορεί να βλάψουν ή να μεταβάλλουν τα φυσιολογικά κύτταρα του σώματος.
Οι ορμόνες ενοχοποιούνται ότι παίζουν κάποιο ρόλο, εφόσον οι περισσότερες αυτοάνοσες νόσοι είναι περισσότερο συνηθισμένες στις γυναίκες απ’ ότι στους άνδρες. Η κληρονομικότητα επίσης έχει σημασία, διότι πολλοί άνθρωποι με αυτοάνοσα νοσήματα έχουν χαρακτηριστικούς τύπους από ατομικούς επιφανειακούς δείκτες.
Νόσοι από ανοσοσυμπλέγματα
Τα ανοσοσυμπλέγματα είναι συμπλέγματα που δημιουργούνται από συνδεδεμένα αντιγόνα και αντισώματα. Φυσιολογικά τα ανοσοσυμπλέγματα απομακρύνονται γρήγορα από την κυκλοφορία του αίματος.
Μερικές φορές όμως παραμένουν μέχρι να παγιδευτούν στους ιστούς των νεφρών, των πνευμόνων του δέρματος, των αρθρώσεων και των αιμοφόρων αγγείων. Εκεί προκαλούν αντιδράσεις με τη συμμετοχή του συμπληρώματος, οι οποίες οδηγούν σε φλεγμονή και καταστροφή ιστών.
Τα ανοσοσυμπλέγματα απαντούν σε πολλές νόσους. Σε αυτές περιλαμβάνονται η ελονοσία και η ιογενής ηπατίτιδα, καθώς και πολλές αυτοάνοσες νόσοι.
Ανοσοποιητική ανεπάρκεια
Όταν από το ανοσοποιητικό σύστημα λείπει ένα ή περισσότερα από τα συστατικά του, το αποτέλεσμα είναι η ανοσοποιητική ανεπάρκεια. Η ανοσοποιητική ανεπάρκεια μπορεί να είναι κληρονομική, επίκτητη μετά από μια μόλυνση ή να προκαλείται, χωρίς να είναι επιθυμητή, από φάρμακα, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία του καρκίνου και στις μεταμοσχεύσεις.
Προσωρινές ανοσοεπάρκειες είναι δυνατό να αναπτυχθούν μετά από κοινές ιογενείς λοιμώξεις, όπως στη γρίπη, στη λοιμώδη μονοπυρήνωση και στην ιλαρά. Η ανοσοαπάντηση μπορεί να ελαττωθεί επίσης από μια μετάγγιση αίματος, μια χειρουργική επέμβαση, κακή θρέψη και άγχος.
Μερικά παιδιά γεννιούνται με ελαττώματα στο ανοσοποιητικό τους σύστημα. Μερικά έχουν ελαττώματα στο σύστημα των β-λεμφοκυττάρων και δεν μπορούν να παράγουν αντισώματα. Ορισμένα άλλα, των οποίων ο θύμος αδένας είτε λείπει είτε είναι μικρός και αφύσικος, παρουσιάζουν έλλειψη Τ-λεμφοκυττάρων.
Πολύ σπάνια γεννιούνται βρέφη, από τα οποία λείπει όλο το ανοσοποιητικό σύστημα. Ορισμένα βρέφη σε τέτοια κατάσταση, η οποία καλείται βαριά συνδυασμένη ανοσοποιητική ανεπάρκεια, κατάφεραν να επιζήσουν για μερικά χρόνια, ζώντας σε ασηπτικά δωμάτια.
Το AIDS είναι μια κατάσταση ανοσοεπάρκειας και προκαλείται από έναν ιό που προσβάλλει το ανοσοποιητικό σύστημα. Ο ιός μπορεί να καταστρέψει ή να εξασθενήσει τα Τ-λεμφοκύτταρα, ανοίγοντας το δρόμο για ανεπάρκειες του ανοσοποιητικού συστήματος.
Ο ιός του AIDS μπορεί να κρύβεται για μεγάλο χρονικό διάστημα μέσα σε αμυντικά κύτταρα. Καθώς η ανοσοαπάντηση φθίνει, ο ασθενής με AIDS είναι επιρρεπής σε ασυνήθιστες λοιμώξεις, οι οποίες συχνά απειλούν τη ζωή και σε σπάνιους καρκίνους.
Το AIDS είναι μεταδοτική νόσος και μεταδίδεται με την άμεση σεξουαλική επαφή και με άμεση ένεση του ιού στην κυκλοφορία ή από τη μητέρα στο έμβρυο κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης. Προς το παρόν δεν υπάρχει θεραπεία για το AIDS, όμως πρόσφατα ανακαλύφθηκαν φάρμακα τα οποία αναστέλλουν την πορεία της νόσου, τουλάχιστον για ένα διάστημα. Επίσης, η έρευνα στρέφεται και προς τα εμβόλια εναντίον του AIDS.
Καρκίνοι του ανοσοποιητικού συστήματος
Τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, όπως όλα τα κύτταρα, μπορούν να πολλαπλασιάζονται ανεξέλεγκτα : το αποτέλεσμα είναι καρκίνος. Οι λευχαιμίες προκαλούνται από τον πολλαπλασιασμό των λευκών αιμοσφαιρίων ή λευκοκυττάρων. Η ανεξέλεγκτη αύξηση των πλασμοκυττάρων που παράγουν αντισώματα, μπορεί να οδηγήσει στο πολλαπλό μυέλωμα. Οι καρκίνοι των λεμφικών οργάνων είναι γνωστοί σαν λεμφώματα και περιλαμβάνουν την νόσο του Hodgkin.
Ανοσολογία και μεταμοσχεύσεις
Κάθε χρόνο πολλοί άνθρωποι παρατείνουν το χρόνο της ζωής τους με μεταμοσχεύσεις οργάνων, όπως νεφρά, καρδιά, πνεύμονες, ήπαρ, πάγκρεας. Για να επιβιώσει ένα μόσχευμα, όμως, είναι απαραίτητο να ξεφύγει από την φυσική τάση του οργανισμού να αποβάλλει κάθε ξένο ιστό.
Για να το επιτύχει αυτό, ένας τρόπος είναι τα επιφανειακά αντιγόνα στα κύτταρα του μοσχεύματος να είναι κατά το δυνατόν παρόμοια με του λήπτη. Κάθε κύτταρο έχει στην επιφάνειά του κάποια αντιγόνα (αντιγόνα HLA) τα οποία είναι διαφορετικά σε κάθε άνθρωπο. Η πιθανότητα να είναι δυο άνθρωποι ταυτόσημοι ως προς το σύστημα HLA είναι περίπου 1:100.000.
Ένας δεύτερος τρόπος χρησιμοποιεί την καταστολή του ανοσοποιητικού συστήματος. Αυτό επιτυγχάνεται είτε με ανοσοκατασταλτικά φάρμακα, όπως η κυκλοσπορίνη Α είτε με ειδικά αντισώματα που παράγονται στο εργαστήριο και επιτίθενται σε ώριμα Τ-λεμφοκύτταρα.
Μεταμοσχεύσεις μυελού τον οστών
Όταν η ανοσοαπάντηση βρίσκεται σε μεγάλη καταστολή – σε βρέφη που γεννήθηκαν με ατέλεια στο ανοσοποιητικό ή καρκινοπαθείς – μια λύση είναι να μεταφερθεί υγιής μυελός των οστών. Αφού εισέλθουν στην κυκλοφορία τα κύτταρα του μεταμοσχευθέντος μυελού των οστών, ταξιδεύουν μέχρι τα μακρά οστά, όπου αναπτύσσονται σε λειτουργικά Β και Τ λεμφοκύτταρα.
Στις μεταμοσχεύσεις μυελού των οστών είναι πολύ σημαντικό να είναι ταυτόσημος ο δότης και ο λήπτης. Διαφορετικά, υπάρχει ο κίνδυνος ο οργανισμός να απορρίψει τα κύτταρα του μεταμοσχευμένου μυελού των οστών, αλλά και τα ώριμα Τ-λεμφοκύτταρα του μοσχεύματος να κάνουν λάθος και να καταστρέψουν τους ιστούς του λήπτη. Για να προληφθεί αυτός ο κίνδυνος, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν φάρμακα ή αντισώματα, για να εξαλείψουν από τον μυελό του δότη τα ώριμα Τ-λεμφοκύτταρα.
Ανοσία και καρκίνος
Το ανοσοποιητικό σύστημα προσφέρει σημαντικά στην άμυνα του σώματος ενάντια στον καρκίνο. Όταν τα φυσιολογικά κύτταρα μετατρέπονται σε καρκινικά, μερικά από τα επιφανειακά αντιγόνα τους αλλάζουν. Αυτά τα καινούρια ή αλλαγμένα επιφανειακά αντιγόνα, προσελκύουν αμυντικά κύτταρα περιλαμβάνοντας φονικά Τ-λεμφοκύτταρα, φυσικά φονικά κύτταρα και μακροφάγα.
Σύμφωνα με μια θεωρία, τα περιπλανώμενα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος περιφρουρούν τον οργανισμό, ανακαλύπτοντας και εξολοθρεύοντας κύτταρα τα οποία μεταλλάσσονται σε καρκινικά. Κατ’ επέκταση, οι όγκοι αναπτύσσονται είτε επειδή ο οργανισμός βρίσκεται σε ανοσοκαταστολή είτε επειδή κατακλύζεται από καρκινικά κύτταρα.
Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν αμυντικά κύτταρα και ουσίες για να παράγουν έξυπνα νέα αντικαρκινικά φάρμακα. Φάρμακα, τα οποία είναι γνωστά ως βιολογικοί τροποποιητές και περιλαμβάνουν λεμφοκύτταρα και λεμφοκίνες, χρησιμοποιούνται για να ενισχύσουν την άμυνα του οργανισμού.
Σε ορισμένες περιπτώσεις οι βιολογικοί τροποποιητές ενίονται απευθείας στο σώμα του ασθενή, ενώ σε άλλες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται στο εργαστήριο για να μετατρέψουν ορισμένα από τα λεμφοκύτταρα του ασθενή σε «αντικαρκινικά» κύτταρα, τα οποία ενίονται πάλι στον ασθενή και προσβάλλουν τα κύτταρα του όγκου.
Επίσης, παρασκευάζονται ειδικά αντισώματα τα οποία αναγνωρίζουν συγκεκριμένα είδη καρκίνων και είναι συνδεδεμένα με φάρμακα, τοξίνες ή ραδιενεργά υλικά. Αυτά, όταν χορηγούνται στον ασθενή μεταφέρουν το φονικό φορτίο τους κατευθείαν στα κύτταρα στόχους. Εναλλακτικά, τοξίνες μπορεί να δεσμευτούν με μια λεμφοκίνη και να κατακρατηθεί από κύτταρα (καρκινικά) τα οποία έχουν επιφανειακούς υποδοχείς για τη λεμφοκίνη. Επίσης, ραδιενεργά αντισώματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να εξολοθρεύσουν κρυμμένες εστίες καρκινικών κυττάρων (μεταστάσεις).
Το ανοσολογικό και το νευρικό σύστημα
Είναι προφανές ότι το ανοσοποιητικό και το νευρικό σύστημα συνδέονται με πάρα πολλούς τρόπους. Μια γνωστή σύνδεση αναφέρεται στους ενδοκρινείς αδένες. Σαν απάντηση σε ένα μήνυμα άγχους από τον εγκέφαλο, οι ενδοκρινείς αδένες απελευθερώνουν ορμόνες στο αίμα. Αυτές οι ορμόνες, θέλοντας να βοηθήσουν τον οργανισμό, ο οποίος είναι σε συναγερμό, αυξάνουν το μεταβολισμό και καταστέλλουν τη δράση των αντισωμάτων και των λεμφοκυττάρων.
Ορμόνες και άλλες χημικές ουσίες, οι οποίες μεταβιβάζουν τα σήματα ανάμεσα στα νευρικά κύτταρα, βρέθηκε ότι μεταφέρουν και κάποιο «μήνυμα» στα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος. Επίσης, κάποια αμυντικά κύτταρα είναι σε θέση να παράγουν προϊόντα των νευρικών κυττάρων, ενώ μερικές λεμφοκίνες μπορούν να μεταφέρουν πληροφορίες στο νευρικό σύστημα.
Το πιο σημαντικό, όμως, είναι ότι ο εγκέφαλος μπορεί να στείλει απευθείας πληροφορίες στο ανοσοποιητικό σύστημα, μέσω των νευρικών κυττάρων : βρέθηκαν νευρικές ίνες συνδεδεμένες με τα λεμφικά όργανα.
Οι ερευνητές στο χώρο της ανοσολογίας
Οι επιστήμονες είναι σήμερα ικανοί να παράγουν μαζικά ουσίες που εκκρίνονται από αμυντικά κύτταρα, όπως αντισώματα και λεμφοκίνες, αλλά και εξειδικευμένα αμυντικά κύτταρα. Η άμεση παροχή αυτού του υλικού, όχι μόνο έχει προκαλέσει επανάσταση στη μελέτη του ανοσοποιητικού συστήματος, αλλά έχει και έναν τεράστιο αντίκτυπο στην ιατρική, στη γεωργία και στη βιομηχανία.
Τα γνωστά μονοκλωνικά αντισώματα είναι πανομοιότυπα αντισώματα, φτιαγμένα από πολλούς απογόνους (κλώνους) ενός μοναδικού πλασμοκυττάρου. Συνήθως, το αντιγόνο – στόχος ενίεται σε ένα ποντικό και κατόπιν τα πλασμοκύτταρα που παράγουν το αντίσωμα συλλέγονται από τον ποντικό. Το πλασμοκύτταρο του ποντικού συνενώνεται με ένα πλασμοκύτταρο το οποίο ζει αρκετό χρόνο και αναπτύχθηκε στο εργαστήριο.
Αυτό το υβριδικό κύτταρο στη συνέχεια κλωνοποιείται. Από τον κλώνο εκκρίνεται για ένα μεγάλο χρονικό διάστημα το ζητούμενο μονοκλωνικό αντίσωμα. Η γενετική μηχανική επιτρέπει στους επιστήμονες να αφαιρούν γονίδια – τμήματα του κληρονομικού υλικού, DNA – από ένα είδος οργανισμού και να τα συνδυάζουν με γονίδια ενός άλλου είδους.
Με αυτή τη μέθοδο, σχετικά απλοί οργανισμοί, όπως τα βακτήρια ή οι μύκητες, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να παράγουν μεγάλες ποσότητες από ανθρώπινες πρωτεΐνες, περιλαμβάνοντας ορμόνες, όπως ινσουλίνη, αλλά και λεμφοκίνες και μονοκίνες. Μπορούν επίσης να παράγουν πρωτεΐνες από μολυσματικούς παράγοντες, όπως ο ιός της ηπατίτιδας ή ο ιός του AIDS, και να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή εμβολίων.
Η γενετική μηχανική ανοίγει επίσης την πόρτα της θεραπείας των γονιδίων – αντικατάσταση ελαττωματικών ή ελλειπόντων γονιδίων ή προσθήκη βοηθητικών γονιδίων. Οι πρώτες ασθενείς που υποβλήθηκαν σε θεραπεία των γονιδίων ήταν δυο κορίτσια με βαριά συνδυασμένη ανοσοποιητική ανεπάρκεια. Η νόσος αυτή οφείλεται στην έλλειψη ενός ενζύμου, εξαιτίας της έλλειψης ενός γονιδίου.
Οι γιατροί πήραν Τ-λεμφοκύτταρα από κάθε παιδί, εισήγαγαν το γονίδιο που έλλειπε και επανεισήγαγαν τα Τ-λεμφοκύτταρα του εργαστηρίου στην κυκλοφορία του αίματος. Το γονίδιο έδωσε την πληροφορία στο κύτταρο για την κατασκευή του ενζύμου που έλλειπε, και τα δύο κορίτσια ανέπτυξαν ένα λειτουργικό ανοσοποιητικό σύστημα.
Η επιτυχία αυτών των πρώτων προσπαθειών οδήγησε γρήγορα τους ερευνητές στην ανακάλυψη μεθόδων δυνητικής θεραπείας σε μια μεγάλη ποικιλία ανωμαλιών, περιλαμβάνοντας την αιμοφιλία, το διαβήτη, την κυστική ίνωση και το AIDS. Άλλος ένας σημαντικός στόχος της θεραπείας των γονιδίων είναι ο καρκίνος.
Σε πρωτοπόρα πειράματα οι επιστήμονες λαμβάνουν αμυντικά κύτταρα εναντίον του καρκίνου από όγκους καρκινοπαθών ή και τα ίδια τα καρκινικά κύτταρα και εισάγουν ένα γονίδιο το οποίο καθιστά το κύτταρο ικανό να παράγει ποσότητες από φυσικά αντικαρκινικά προϊόντα. Μετά, τα διορθωμένα κύτταρα πολλαπλασιάζονται στο εργαστήριο και εισάγονται ξανά στον ασθενή, ώστε να ανιχνεύσουν τον όγκο και να παράγουν μεγάλες δόσεις από αντικαρκινικές χημικές ουσίες.
Η έρευνα στον ευαίσθητο τομέα του ελέγχου και της ισορροπίας της ανοσοαπάντησης, αυξάνει τη γνώση μας για τη φυσική και την αφύσικη λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος. Κάποια μέρα είναι πιθανό να θεραπεύονται ασθένειες, όπως ο συστηματικός ερυθηματώδης λύκος, καταστέλλοντας τα μέρη του ανοσοποιητικού συστήματος τα οποία υπερλειτουργούν και διεγείροντας εκείνα τα οποία υπολειτουργούν.
Με τη μεταμόσχευση μη ώριμου ανθρώπινου ανοσοποιητικού ιστού ή/και αμυντικών κυττάρων σε ποντίκι με βαριά συνδυασμένη ανοσοποιητική ανεπάρκεια, οι επιστήμονες έχουν κατασκευάσει ένα ζωντανό μοντέλο του ανθρώπινου ανοσοποιητικού συστήματος. Αυτό το ζωντανό μοντέλο υπόσχεται να προσφέρει πολλά στην κατανόηση του ανοσοποιητικού συστήματος και στο χειρισμό του για το δικό μας όφελος.