Lidský imunitní systém

Základní pojmy imunologie

Dovolím si ve stručném seznamu zmínit alespoň základní imunologické termíny – prosím mějte na paměti že imunitní systém je ještě mnohonásobně složitější:

• Pasivní imunita – Mechanická ochrana, kterou představuje kůže, sliznice, hlen, práce řasinkového epitelu který vymetá špínu z našich průdušek, kyselost kůže, žaludku či pochvy, bakteriolytický lysozym ve slinách a slzách, snad by se počítala i placentární či krevně-mozková bariéra atd.
• Aktivní imunita – Reakce imunitního systému vyvolaná přítomností patogenu v těle.
  
  • Vrozená imunita – Vrozená schopnost imunitního systému rozeznat obvyklé patogeny. Stejně jako pro lupiče je typické, že je špatně oholen a stojí s kyjem za rohem, i patogeny mají některé obvyklé molekulární znaky, podle nichž se dají bez průtahů rozeznat. Např. leukocyty mají na svém povrchu několik druhů tzv. TLR receptorů (TLR1-13) rozeznávajících polysacharidy bakterií nebo plísní, uvnitř buněk se nachází enzym DICER1 se schopností rozeznat a rozsekat dvouřetězcovou RNA virů atd.
  • Získaná imunita – Náš imunitní systém má schopnost při infekci v rekordně krátké době vyvinout a vyrobit velká množství specifických protilátek, šitých na míru proti konkrétním antigenům.
• Antigen – Jakákoliv cizorodá molekula která vyvolává imunitní odpověď. Nejčastěji se používá v slovním spojení "protilátka anti-něco specificky rozeznává antigen něco".
• Antigenní receptor – Jakýsi negativní otisk zločince. Jsou to molekuly, které svým tvarem přesně pasují k cizorodým antigenům. Patří mezi ně BCR (antigenní receptor B lymfocytů), TCR (antigenní receptor T lymfocytů) a imunoglobuliny, neboli protilátky, což jsou v podstatě volně plovoucí antigenní receptory vylučované ve velkém množství B lymfocyty. V procesu dozrávání imunitního systému před narozením vytvoří náš organizmus nesčíselné množství antigenních receptorů, které mají schopnost rozeznat všechny možné i nemožné cizí molekuly. Receptory, které by reagovaly vlastní molekuly jsou při procesu dozrávání zničeny.
• Protilátky (imunoglobuliny) – Protilátka, neboli imunoglobulin, je volně plovoucí bílkovina velmi podobná antigenním receptorům B a T lymfocytů. Zdrojem protilátek jsou B lymfocyty. Tvarem imunoglobulin připomíná kolíček na prádlo se zvláštně vytvarovanou hlavičkou, pasující jako negativní otisk na cizí molekuly. Imunoglobulin se skládá se ze dvou částí: větší (tzv. těžký řetězec) a menší (tzv. lehký řetězec). Obě části procházejí intenzivními genovými manipulacemi poprvé při dozrávání imunitního systému před narozením a podruhé při infekci, kdy jsou ještě schválně mutovány a selektovány tak, aby se co nejpevněji vázaly na antigen. Imunoglobuliny se dále dělí na podtypy (IgA, IgD, IgE, IgG, IgM), lišící se v drobných detailech.
• MHC (main histocompatibility complex, hlavní histokompatibilní komplex) – Všechny buńky těla mají povinnost prokazovat se na svém povrchu dostatečně vysokým počtem molekul MHC I s navázanými náhodně vybranými řetězci svých vnitřních bílkovin. Dá se to přirovnat k občanskému průkazu s vlepenou fotografií vnitřních peptidů majitele. Pokud buňka prezentuje cizí peptidy, T_C lymfocyty nařídí apoptózu a nemocné buňce ještě "dopomůžou" proděravěním její stěny pomocí speciálního jedu perforinu. Stejný osud buňku potká, pokud se neprokazuje dostatečným množstvím MHC I, na což dohlíží NK lymfocyty. Molekula MHC II naproti tomu není občanským průkazem, ale policejním spisem s fotografií zločince. Molekulu MHC II nesou na svém povrchu profesionální imunitní buňky. Pokud je v MHC II uchycen cizí peptid, znamená že příslušná imunitní buňka právě řeší jeho případ.
• Bílé krvinky (leukocyty) – Buněčná policie. Dělí se na řadové strážné (granulocyty) a specialisty (lymfocyty). Zvláštním typem leukocytů jsou monocyty, buněční popeláři, kteří mají při imunitní reakci vždy hodně práce.

• Dozrávání imunitního systému – Díky T a B lymfocytům má náš imunitní systém schopnost reagovat na patogeny, s nimiž jsme se nikdy předtím nesetkali ani my, ani naši předci. Je tomu tak proto, že krátce před narozením náš imunitní systém vykoná registraci veškerých tělu vlastních molekul. Jsou vyškoleny miliardy T a B lymfocytů schopných rozeznávat všechny možné i nemožné molekuly, kromě těch, které jsou našemu tělu vlastní.

  Vysokou školou pro T lymfocyty je brzlík (thymus, odtud T), v němž nejdříve dochází k jejich namnožení, rozvoji individuality cílenými genovými manipulacemi v antigenním receptoru TCR a následné selekci. Při selekci jsou zničeny ty T buňky, které nemají dostatečný rozeznávací talent, jakož i ty, které reagují proti vlastním strukturám (proto např. vrozeného syfilidu nedochází k imunitní odpovědi). B lymfocyty u savců procházejí stejným školením v kostní dřeni nebo v lymfatických uzlinách, avšak ptáci mají ke školení B lymfocytů speciální orgán, jakési slepé střevo kloaky (bursa fabricii, odtud B). Školení přežijí asi 2% účastnivších se buněk, 98% podstoupí apoptózu a je odklizeno makrofágy.

  Vyučené lymfocyty pak vstoupí do čekací fáze. Pokude se v průběhu života setkají s cizím peptidem, který jakž-takž odpovídá jejich antigennímu receptoru, aktivují se a po dohodě s jinými lymfocyty se mohou stát hlavními aktéry procesu afinitního dozrávání, při němž dochází k ultrarychlé řízené evoluci (somatická hypermutace a klonální selekce), jejímž výsledkem je vysoce optimalizovaný antigenní receptor. "Ultrarychlé" říkám proto, že se nečeká až se dokončí dělení (eukaryotický buněčný cyklus by trval nejméně 24 hodin a to by se za 4 dny stihly pouze 4 iterace), ale mutované geny se selektují okamžitým testováním jejich proteinového produktu. Pokud si Golem XIV Stanisława Lema stěžuje, že Evoluce se pohybuje od prvotní molekulární geniality k čím dál horším technickým řešením (práce zde, bohužel na netu jen v angl.), dá se k tomu dodat že v imunitním systému tato genialita zůstala pod tlakem parazitů zčásti zachována.

• Komunikační molekuly – Všechny součásti imunitního systému spolupracují. Například pouze B lymfocyty mají schopnost vyrábět specifické imunoglobuliny, ty jsou však posléze využívány všemi imunitními buňkami i komplementem. Imunoglobulin lze považovat za informační molekulu – je negativem, nebo spíše negativním otiskem tváře zločince. Kromě toho imunitní systém používá celou řadu dalších komunikačních molekul:
  
  • cytokiny, chemokiny – Obecný název pro komunikační molekuly bíkovinného charakteru. Patří mezi ně interleukiny, interferony a desítky dalších peptidů s ošklivými jmény.
  • interleukiny – Bílkovinné komunikační molekuly celkově řídící strategii a taktiku imunitní odpovědi: Vyvolávají horečku, řídí množení leukocytů, řídí zápalovou reakci, vyhlašují stanné právo atd.
  • interferony – Tři typy protivirových poplašných peptidů.
  • TNF (tumor necrosis factors) – Polyfunkční imunitní komunikační peptidy, které u lidských vědátorů získaly slávu jako protinádorové poplašné molekuly.
  • eikosanoidy (prostaglandiny, leukotrieny, tromboxany a jiné, tzv. neklasické eikosanoidy) – Komunikační molekuly odvozené od dvacetiuhlíkové (είκοσι = 20) mastné kyseliny, kyseliny arachidonové. Ta patří do světa esenciálních mastných kyselin ( omega-3, omega-6 nenasycených mastných kyselin), kdysi označovaných jako vitamín F, jejichž důležitost ve výživě je dobře známá. Náš organizmus nejdřívě k ω-3 a ω-6 nenasyceným vazbám přidělá ještě ω-9 a ω-12, čímž vznikne kyselina arachidonová. Z té se dále pomocí specializovaných enzymů vyrábějí komunikační eikosanoidy. Klíčovým enzymem při jejich výrobě je cykloxygenáza, která je cílem působení nejběžnějších analgetik. Kyselina acetylosalicylová (aspirin), paracetamol (paralen) a ibuprofen (brufen) sdílejí stejný hlavní účinek – blokují cykloxygenázu. Ten, koho by zajímal můj názor na ně, si může přečíst moje srovnání analgetik se ženšenem.

• Komplement – Parta vzájemně spolupracujících bílkovinných molekul (označených C1-C9, možná i další), které jsou schopny samostatně rozeznat a zničit (nebo aspoň označkovat) patogenní buňky. Molekula C1 rozezná patogen buďto přímo nebo za pomoci imunoglobulinů, molekuly C2-C8 následně posoudí situaci aby omylem nedošlo ke zničení hodné buňky a C9 následně vytvoří útočný komplex, který proděraví membránu cíle. Vlastní buňky navíc proti komplementu chrání protijed protektin, který inhibuje činnost C9. Stejně jako valivě zpožděný závěr šturmkvéru 45 nebo mechanická beruška, o níž tak rád vypráví náš kybernetický teoretik a slovenský přistěhovalec Jozef Kelemen, je komplement příkladem geniality v jednoduchosti. Časopisy nás už pomalu začínají bombardovat zprávami o tom, jak v Americe objevují "smart" antibiotika, tak abychom se necítili méněcenní, je dobré vědět že až 5% bílkovin našeho krevního séra tvoří komponenty toho nejchytřejšího antibiotika – komplementu.
• Defensiny – Účinná antibiotika vytvářená našim organizmem. Dá se říct že z hlediska běžných mikrobů se řadíme mezi jedovaté živočichy.
  • α-defensiny – Zbraň granulocytů a jiných imunitních buněk.
  • β-defensiny – Antibakteriální jedy které vylučujeme na povrchu naší kůže, sliznic a tělních dutin.
• Apoptóza – Řízená buněčná demontáž. Podstupují ji buňky které jsou přestárlé, mají poškozenou DNA, jsou-li parazitovány nebo mají-li podezření na nádorové bujení. Termín "buněčná sebevražda" považuji za zavádějící. (To já považuji i "smrt" za zcela nevědecký výraz, ale o tom jindy.)
  
• Autoimunita – Jako v každém systému, i v tom imunitním dochází k chybám. Existuje docela dost případů, kdy se určité bílkoviny v našich buňkách objeví až v průběhu života a lymfocyty musí pochopit, že tyto bílkoviny nejsou nepřátelské. Lymfocyty samotné mohou i bez toho vynést chybný rozsudek a omylem spustit autoimunitní odpověď. Imunitní chyby jsou velmi nebezpečné, protože mohou omylem snadno zničit populaci vlastních buněk, jak tomu bývá třeba u diabetes mellitus typu 1. Imunitní systém by též neměl přehnaně reagovat na desítky druhů užitečných bakterií, plísní (a možná i užitečných virů) vyskytujících se na kůži a v trávícím traktu.