Ανοσολογικό σύστημα: Ανοσία, λεμφοκύτταρα και κυτταροκίνες

Το ανοσολογικό (ανοσοποιητικό) σύστημα είναι ένα πολύπλοκο σύνολο οργάνων, κυττάρων και μορίων, που συνεργάζονται στενά μεταξύ τους για να προστατεύσουν τον οργανισμό από επιβλαβείς παράγοντες, όπως είναι τα μικρόβια, οι ιοί, οι μύκητες και τα παράσιτα.

Η λειτουργία αυτή ονο­μάζεται ανοσία και ο όρος χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά το 1910, για να δηλώσει την προστασία του οργανισμού από τα λοιμώδη νοσήματα. Αργότερα, έγινε αντιληπτό ότι οι μη­χανισμοί της ανοσίας αφορούν όχι μόνο στους λοιμογόνους παράγοντες, αλλά και σε μη λοι­μογόνους, όπως είναι οι νεοπλασίες (όγκοι), οι μεταμοσχευμένοι ιστοί (όπου μπορούν να προκαλέσουν απόρριψη του μοσχεύματος), αλλά και σε ιστούς του ίδιου του οργανισμού (φαι­νόμενο που, υπό ορισμένες συνθήκες, οδηγεί στην εμφάνιση των αυτοανόσων νοσημάτων).

ΕΜΦΥΤΗ  ΚΑΙ ΕΠΙΚΤΗΤΗ ΑΝΟΣΙΑ

Η ανοσία διακρίνεται: στη μη ειδική, που ονομάζεται και φυσική ή έμφυτη και στην ειδική ή επίκτητη. Η έμφυτη (φυσική) ανοσία υπάρχει από τη γέννηση του οργανισμού και δεν εξελίσσεται. Περιλαμβάνει τους φυσιολογικούς φραγμούς του δέρματος και των βλεννογόνων που αποτρέπουν την είσοδο λοιμογόνων παραγόντων στον οργανισμό, καθώς και μηχανι­σμούς άμυνας, που ενεργοποιούνται αμέσως μετά την επίδραση βλαπτικού ερεθίσματος. Οι μηχανισμοί αυτοί δεν διακρίνουν τους διάφορους λοιμογόνους παράγοντες μεμονωμένα, αλλά αντιλαμβάνονται τις διαφορές που δημιουργεί η παρουσία ξένου παράγοντα μέσα στον οργανισμό. Αντίθετα, η επίκτητη ανοσία εμφανίζεται και εξελίσσεται μετά την επαφή με το βλαπτικό παράγοντα και αναπτύσσεται αργά, αρκετές μέρες ή εβδομάδες αργότερα. Τα δύο προαναφερθέντα είδη ανοσίας συνεργάζονται στενά μεταξύ τους.

Η επίκτητη ανοσία έχει τις εξής ιδιότητες:

  1. έχει ειδικότητα, δηλαδή στρέφεται κατά συγκεκριμένων αντιγόνων
  2. έχει μνήμη, δηλαδή αντιδρά ταχύτερα και πιο έντονα σε παράγοντες με τους οποίους ο οργανισμός έχει ξαναέρθει σε επαφή. Η λειτουργία της εξασφαλίζεται από ειδικά κύτταρα που ονομάζονται μνημονικά λεμφοκύτταρα
  3. δεν αντιδρά σε ό,τι ανήκει στον ίδιο οργανισμό.

Η τελευταία αυτή ιδιότητα καλείται ανοσολογική ανοχή. Η ανοσολογική ανοχή επιτυγχάνεται μετά από «εκπαίδευση» των Τ-λεμφοκυττάρων στο θύμο αδένα. Η κατάργηση αυτής της βασικής ιδιότητας του ανοσολογικού συστήματος οδηγεί στην αυτοανοσία.

Θα πρέπει να ξεχωρίσουμε την αυτοανοσία από την αυτοάνοση νόσο. Η πρώτη χαρακτηρίζεται από την παρουσία εργαστηριακών γνωρισμάτων της αυτοανοσίας, όπως είναι τα αυτοαντισώματα, δηλαδή τα αντισώματα που αναγνωρίζουν στοιχεία του ίδιου του οργανισμού, χωρίς όμως αυτά να προκαλούν βλάβες στους ιστούς. Αντίθετα, η αυτοάνοση νόσος χαρακτηρίζεται από την παρουσία αυτοαντισωμάτων και αυτοδραστικών Τ-λεμφοκυττάρων, καθώς και βλάβες των ιστών μέσω ανοσολογικών μηχανι­σμών, που προκαλούν τις διάφορες εκδηλώσεις της νόσου.

ΟΡΓΑΝΑ,  ΚΥΤΤΑΡΑ  ΚΑΙ  ΔΙΑΒΙΒΑΣΤΕΣ ΤΟΥ ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ

Α. Όργανα

Τα όργανα του ανοσολογικού συστήματος διακρίνονται σε πρωτογενή και δευτερογενή. Πρω­τογενή λεμφικά όργανα είναι ο μυελός των οστών και ο θύμος αδένας. Στα όργανα αυτά πα­ράγονται και ωριμάζουν τα κύτταρα του ανοσολογικού συστήματος που ονομάζονται λεμφοκύτταρα.

Τα λεμφοκύτταρα που θα ωριμάσουν και θα βγουν από τα πρωτογενή όργανα στην κυκλοφορία δεν έχουν συναντήσει κάποιο ξένο παράγοντα κατά τη διάρκεια της ζωής τους και ονομάζονται αθώα ή παρθένα λεμφοκύτταρα.

Η αναγνώριση του ξένου ερεθίσματος και η ενεργοποίηση των λεμφοκυττάρων γίνεται στα δευτερογενή λεμφικά όργανα, που είναι κυρίως οι λεμφαδένες και ο σπλήνας. Στα όργανα αυτά μεταφέρονται μέσω της λέμφου, (ένα παράπλευρο σύστημα κυκλοφορίας με αυτό του αίματος), τόσο τα κύτταρα του ανοσολογικού συστήματος, όσο και τα αντιγόνα που κυκλοφορούν στον οργανισμό. Οι λεμφαδένες και ο σπλήνας φιλτράρουν τη λέμφο και κατακρατούν τα αντιγόνα που μεταφέρονται μέσω αυτής και τα εκθέτουν στα λεμφοκύτταρα, τα οποία στη συνέχεια ξαναμπαίνουν στην κυκλοφορία του αίματος (συστηματική κυκλοφορία). Με τη διαδικασία αυτή, όταν στο μέλλοντα λεμφοκύτταρα αυτά συναντήσουν το αντιγόνο, θα το αναγνωρίσουν και θα του «επιτεθούν».

Β. Κύτταρα του Ανοσολογικού Συστήματος Τ και Β λεμφοκύτταρα

Οι δυο αυτοί τύποι κυττάρων είναι υπεύθυνοι για τη δημιουργία της ειδικής προς το αντιγόνο ανοσολογικής απάντησης.

Τα Τ-λεμφοκύτταρα παράγονται στο μυελό των οστών και μεταναστεύουν στο θύμο αδένα κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής και νεογνικής ζωής του ατόμου. Εκεί γίνεται η ωρίμανση και η διαφοροποίηση τους σε ώριμα Τ-λεμφοκύτταρα που κυκλοφορούν στο αίμα και στη λέμφο. Τα ώριμα Τ-λεμφοκύτταρα αποτελούν το 80-90% των λεμφοκυττάρων του αίματος. Η κυριότερη δράση των Τ-λεμφοκυττάρων είναι η ρύθμιση της λειτουργίας τόσο των ιδίων, όσο και άλλων κυττάρων του ανοσολογικού συστήματος, όπως είναι τα Β-λεμφοκύτταρα και τα μακροφάγα. Η ρύθμιση αυτή επιτυγχάνεται με ουσίες, τις οποίες παράγουν και εκκρίνουν τα Τ-λεμφοκύτταρα και ονομάζονται κυτταροκίνες. Υπάρχουν διάφορες υποκατηγορίες Τ-λεμφοκυττάρων. Κάθε μια απ’ αυτές επιτελεί διαφορετική λειτουργία. Έτσι, άλλα Τ-λεμφοκύτταρα συμβάλλουν στην εμφά­νιση φλεγμονής στους ιστούς, άλλα απομακρύνουν τους ιούς και άλλα βοηθούν τα Β-λεμφοκύτ­ταρα να παράγουν αντισώματα.

Τα Β-λεμφοκύτταρα αποτελούν το 10-15% των λεμφοκυττάρων του αίματος. Παράγονται στο μυελό των οστών και η κύρια λειτουργία τους είναι η παραγωγή αντισωμάτων, δηλαδή μο­ρίων που μπορούν να αναγνωρίσουν τους ξένους εισβολείς.

Με τη βοήθεια των Τ και Β-λεμφοκυττάρων ο οργανισμός μπορεί να διακρίνει με μεγάλη ακρίβεια δύο διαφορετικά ερεθίσματα. Και αυτό γιατί τα κύτταρα αυτά διαθέτουν εξαιρετικά εξειδικευμένους υποδοχείς για πολλά (και διαφορετικά) ερεθίσματα, τα οποία ουσιαστικά απο­τελούν συστατικά των λοιμογόνων παραγόντων ή κυττάρων και ονομάζονται «αντιγόνα».

Κατά συνέπεια, τα Τ και B-λεμφοκύπαρα διεγείρονται από αντιγόνα. Η αντίδραση των λεμφοκυττά­ρων με τα αντιγόνα γίνεται με ειδικούς υποδοχείς τους οποίους αυτά διαθέτουν. Οι υποδοχείς αυτοί είναι: ο κυτταρικός υποδοχέας των Τ-λεμφοκυττάρων και οι ανοσοσφαιρίνες (αντισώ­ματα) που παράγονται από τα Β-λεμφοκύτταρα.

Κάθε Β-λεμφοκύτταρο φέρει στην επιφάνεια του ανοσοσφαιρίνες που είναι όλες ίδιες μεταξύ τους και αναγνωρίζουν ένα και μόνο αντιγόνο. Το δε Β-λεμφοκύτταρο, όταν δεσμευτεί με το αντιγόνο, μετατρέπεται σε πλασματοκύτταρο και παράγει πολλές ανοσοσφαιρίνες πανομοιότυπες με αυτές της επιφανείας του. Το χαρακτηρι­στικό και των δυο αυτών μορίων, που βιολογικά ανήκουν στην ίδια μεγάλη οικογένεια μορίων (οικογένεια των ανοσοσφαιρινών), είναι ότι διαθέτουν εξαιρετικά μεγάλη πολυμορφία. Πράγ­ματι, οι περιοχές που αναγνωρίζουν το αντιγόνο μπορούν να πάρουν πολλές διαφορετικές μορφές (πάνω από 100 δισεκατομμύρια). Έτσι, το ανοσολογικό σύστημα με τους υποδοχείς που διαθέτει είναι ικανό να αναγνωρίσει μια τεράστια ποικιλία αντιγόνων.

Το ανοσολογικό σύστημα αναπτύσσει κύτταρα μνήμης, τα οποία αφορούν τόσο στα Τ όσο και στα Β-λεμφοκύτταρα, είναι μακρόβια και μπορούν κατά τη διάρκεια της ζωής τους ν’ ανα­γνωρίζουν το ίδιο ερέθισμα/αντιγόνο.

Μακροφάγα και ουδετερόφιλα

Τα μακροφάγα και τα ουδετερόφιλα (υποκατηγορίες λευκών αιμοσφαιρίων) κυκλοφορούν στο αίμα και επιβλέπουν για τυχόν εισβολή ξένων μικροοργανισμών στον οργανισμό. Μόλις τους ανακαλύψουν, τους φαγοκυτταρώνουν και τους καταστρέφουν, εκκρίνοντας ορισμένες τοξικές ουσίες, όπως είναι διάφορα ένζυμα ή ελεύθερες ρίζες οξυγόνου. Αν η παραγωγή αυτών των τοξικών ουσιών συνεχιστεί ανεξέλεγκτα, τότε, εκτός από τα ξένα αντιγόνα, καταστρέφονται και οι παρακείμενοι ιστοί. Για παράδειγμα, στα άτομα που πάσχουν από μια αυτοάνοση νόσο που ονο­μάζεται κοκκιωμάτωση Wegener, μακροφάγα και ουδετερόφιλα που υπερλειτουργούν, διεισ­δύουν στα αιμοφόρα αγγεία και παράγουν μεγάλο αριθμό τοξικών μορίων καταστρέφοντας, έτσι, το τοίχωμα των αγγείων.

Διαβιβαστές: Κυτταροκίνες και Χημειοκίνες

Μία από τις βασικές ιδιότητες του ανοσολογικού συστήματος είναι η ικανότητα επικοινωνίας, συντονισμού και μετακίνησης των επιμέρους συστατικών του, προκειμένου να επιτευχθεί η ανοσολογική απόκριση. Η επικοινωνία των κυττάρων του ανοσολογικού συστήματος μεταξύ τους γίνεται μέσω μικρών πρωτεϊνικών μορίων, τα οποία παράγονται από διαφορετικούς τύπους κυττάρων. Τα μόρια αυτά ονομάζονται κυτταροκίνες ή κυτοκίνες. Οι κυτταροκίνες μπορούν να δράσουν σε τρία επίπεδα: σε ένα μακρινό κύτταρο-στόχο (ενδοκρινική δράση), σε ένα πα­ρακείμενο κύτταρο (παρακρινική δράση) ή ακόμη και στο ίδιο το κύτταρο που τις παράγει (αυτοκρινής δράση).

Η πρώτη κατηγορία περιλαμβάνει αναπτυξιακούς παράγοντες. Τέτοιου είδους κυτταροκί­νες ευνοούν την ανάπτυξη και την ωρίμανση ορισμένων κυττάρων. Παράδειγμα αποτελεί η ερυθροποιητίνη, η οποία είναι υπεύθυνη για την παραγωγή και ωρίμανση των ερυθρών αιμο­σφαιρίων και οι παράγοντες ωρίμανσης των μακροφάγων και μονοκυττάρων.

Η δεύτερη κατηγορία περιλαμβάνει τις ανοσορρυθμιστικές κυτταροκίνες, οι οποίες επιδρουν στην ωρίμανση και ανάπτυξη ορισμένων υποομάδων των Τ-λεμφοκυττάρων. Τέτοιου εί­δους κυτταροκίνες είναι η ιντερλευκίνη-2, η ιντερλευκίνη-4, η ιντερφερόνη-γ κ.ά.

Η τρίτη ομάδα περιλαμβάνει τις προφλεγμονώδεις κυτταροκίνες, οι οποίες είναι απαραίτητες για την έναρξη και διαιώνιση της φλεγμονής. Κύριοι εκπρόσωποι αυτών είναι ο παράγοντας νέ­κρωσης των όγκων (tumor necrosis factor, TNF-α), η ιντερλευκίνη-1 και η ιντερλευκίνη-6.

Τέλος, η τέταρτη κατηγορία περιλαμβάνει τις αντιφλεγμονώδεις κυτταροκίνες, που ελέγχουν (καταστέλλουν) τη δράση των κυτταροκινών της προηγούμενης ομάδας. Τέτοιου είδους κυτταροκίνες είναι ο αυξητικός παράγοντας μετασχηματισμού (transforming growth factor-β, TGF-β) και η ιντερλευκίνη-10.

Για να μεταναστεύσουν τα κύτταρα του ανοσολογικού συστήματος στο σημείο του οργανισμού που έχει υποστεί βλάβη, απαραίτητο ρόλο παίζουν οι χημειοκίνες. Οι χημειοκίνες είναι μικρά μόρια, που προσελκύουν κύτταρα του ανοσολογικού συστήματος στην περιοχή όπου εν­τοπίζεται η φλεγμονή και γι’ αυτόν το λόγο είναι απαραίτητες για την προστασία του οργανισμού.

ΝΟΣΗΜΑΤΑ  ΤΟΥ ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ

Η δράση του ανοσολογικού συστήματος, όταν ενεργοποιούνται οι παραπάνω μηχανισμοί και τα κύτταρα που προαναφέρθηκαν σε περίπτωση λοίμωξης, είναι προστατευτική. Μερικές φορές, όμως, το ανοσολογικό σύστημα διεγείρεται από μη λοιμογόνους παράγοντες προκαλώντας ασθένειες που, συχνά, είναι πολύ σοβαρές. Οι δυο μεγάλες κατηγορίες νόσων που προκα­λούνται με αυτόν τον τρόπο είναι: τα αυτοάνοσα νοσήματα, όταν το ανοσολογικό σύστημα στρέφεται κατά των ίδιων των στοιχείων του οργανισμού, και η απόρριψη μοσχεύματος.

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.

ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΟ ΚΑΙ ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

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.