Imunologija i alergije

Imunosustav razlikuje vlastito od stranog i odstranjuje potencijalno štetne strane molekule i stanice iz organizma. Imunosustav također ima sposobnost prepoznavanja i uništavanja promijenjenih vlastitih stanica koje potječu iz tkiva domaćina (vidi str. 1153). Antigen (Ag) je svaka molekula koju imunosustav prepoznaje.

Prije nego li se imunosustav aktivira radi uništenja stranih antigena, antigeni moraju svladati anatomske barijere koje predstavljaju vanjsku zaštitu organizma. U ove barijere spadaju vanjski keratinizirani epidermis, sluznica respiratornog, gastrointestinalnog i urogenitalnog trakta, te cilije (trepetljike) na stanicama respiratornog trakta, čija je zadaća odstranjivanje čestica i organizama zarobljenih u sluzi. Svaka barijera ima specijaliziranu imunofunkciju. Primjerice, u koži, keratinociti luče antimikrobne peptide (defenzine), žlijezde lojnice i znojnice luče tvari koje inhibiraju mikroorganizme (npr. mliječnu kiselinu, masne kiseline). Također, mnoge imune stanice (npr. mastociti, intraepitelni limfociti, antigen–predočne Langerhansove stanice) nastanjuju kožu. Sluz u respiratornom, gastrointestinalnom i genitourinarnom traktu sadrži antimikrobne tvari, kao lizozime, laktoferin i sekretorna IgA protutijela (SIgA). Prodor kroz anatomsku barijeru može potaknuti 2 tipa imunosnog odgovora: prirođeni (urođeni) i stečeni.

Prirođeni (prirodni ili nespecifični) imunitet ne zahtjeva prethodni kontakt s Ag (npr. imunološko pamćenje) za aktivaciju. Komponente su fagocitne stanice (neutrofili i monociti iz krvi, makrofagi i dendritične stanice iz tkiva) koje fagocitiraju strane antigene; Ag–predočne stanice (makrofagi, dendritične stanice) koje predočavaju fragmente fagocitiranog antigena T limfocitima, koji čine dio stečenog imuniteta; prirodnoubilačke (urođenoubilačke) stanice koje će uništiti stanice zaražene virusom te neke tumorske stanice; kao i određeni polimorfonuklearni leukociti (eozinofili, bazofili, mastociti) koji otpuštaju upalne medijatore.

Stečena (prilagodbena, tj. adaptivna ili specifična) imunost pamti prethodno izlaganje (kontakt) te je specifična za antigen (Ag). Komponente su protutijela (antitijela = At) te T i B stanice (limfociti). Stečena imunost koja proizlazi iz određenog odgovora T–stanica nazvana je stanična imunost; imunost koja potječe od odgovora B–stanica nazvana je humoralna imunost iz razloga što B stanice luče topljiva protutijela specifična za dotični Ag.

Prirođena i stečena imunost djeluje uzajamno; npr. IgE (stečena imunost) se veže za mastocite ili bazofile (prirođena imunost) čime dolazi do indukcije alergijskog odgovora. Brojne molekularne komponente sudjeluju u prirođenoj i stečenoj imunosti; to su komplement, citokini i proteini akutne faze.

Uspješna imunosna obrana podrazumijeva aktivaciju, regulaciju i rezoluciju (isčezavanje) imunosnog odgovora, tj. imunoreakcije.

Aktivacija: Imunosustav se aktivira kad cirkulirajuće protutijelo ili receptori na površini stanice prepoznaju strani Ag. Ovi receptori mogu biti visoko specifični (npr. Ig istaknut na B stanicama ili fagocitima) ili se radi o receptorima manjeg stupnja specifičnosti [npr. receptori koji prepoznaju odgovarajuće uzorke na dendritičnim stanicama, uključujući manozne, tzv. receptore čistače (engl. scavenger) i Toll–like receptore koji prepoznaju zajedničke uzorke molekula dotičnog patogena u ligandima, kao što su gram–negativni lipopolisaharidi, nemetilirani citozin–gvanozin dinukleotidi (CpG motivi) i peptidoglikani]. At– Ag i kompleksi komplement–mikroorganizam također se mogu vezati na površinu receptora, za kristalizirajući fragment (Fc) regije IgG–a (FcγR) i za C3b te iC3b.

Nakon što je Ag, kompleks Ag–At ili kompleks komplement–mikroorganizam prepoznat, biva fagocitiran. Neki mikroorganizmi biti će uništeni nakon što su fagocitirani; drugi pak (npr. mikobakterije) inhibiraju ubilačku sposobnost fagocita. U ovim slučajevima, citokini podrijetlom iz T–stanica, posebice interferon–γ (IFN–γ) stimuliraju fagocite radi stvaranja litičkih enzima i ostalih mikrobicidnih produkata makrofaga, koji će uništiti mikroorganizme.

Ukoliko izostane brza fagocitoza i potpuna razgradnja Ag (što nije uobičajen događaj), dolazi do aktivacije stečenog imunosustava. Aktivacija (imunoreakcija) započinje u slezeni za cirkulirajuće Ag, u regionalnim limfnim čvorovima za tkivne Ag te u limfatičnom tkivu sluznica (npr. tonzile, adenoidi, Peyerove ploče) za mukozne Ag. Primjerice, Langerhansove dendritične stanice u koži fagocitiraju Ag i migriraju do lokalnih limfnih čvorova; ondje se peptidi porijeklom iz Ag izlažu na staničnoj površini unutar molekula klase II MHC sustava (glavnog sustava tkivne podudarnosti, prema engl. major histocompatibility complex) koje predočavaju peptid CD4 pomočnićkim T (TH) stanicama. Kada se TH stanice “prikopčaju” za kompleks, stanica eksprimira receptore za citokin IL–2 i secernira nekoliko citokina. Podvrsta TH stanica (TH1) izlučuje IFN–γ, IL–2 i limfotoksin, koji olakšava odgovor makrofaga i citotoksičnih T– stanica; druga podvrsta, TH2 stanice, izlučuju IL–4, IL–5, IL–6, IL–10 i IL–13 koji stimuliraju B–stanice na stvaranje protutijela.

Za razliku od molekula klase II MHC sustava, koje predočuju izvanstanični Ag CD4 T Hstanicama, molekule klase I MHC sustava predočuju unutarstanične Ag (npr. viruse) CD8 citotoksičnim T–stanicama. Aktivirani citotoksični T–limfocit zatim ubija zaraženu stanicu.

Regulacija: Imunosustav se mora regulirati kako bi spriječio golemu štetu domaćinu (npr. anafilaksiju, difuzno razaranje tkiva). Regulacijske T–stanice pomažu u kontroli imunosustava sekrecijom imunosupresivnih citokina, kao što je IL–10 i transformirajući faktor rasta–β (TGF–β) ili preko nedovoljno poznatih staničnih kontaktnih mehanizama. Ove regulacijske stanice pomažu u sprječavanju autoimunih odgovora a vjerojatno pomažu i učinkovitom odgovoru imunosustava na strani Ag.

Rezolucija: Imunološki odgovor završava odvajanjem antigena i njegovim odstranjenjem iz organizma. Bez stimulacije antigenom, obustavlja se sekrecija citokina, a aktivirani citotoksični T–limfociti bivaju podvrgnuti apoptozi. Apoptoza markira stanicu koju odmah treba fagocitirati što sprječava otpuštanje staničnog sadržaja i razvoj posljedične upale. T i B stanice koje su se diferencirale kao memorijske stanice su pošteđene ove sudbine.