Prilagodljivi (adaptivni) imunski sistem: definicija, delovanje in pomen
Adaptivni imunski sistem sestavljajo specializirane celice in procesi, ki uničujejo patogene ali preprečujejo njihov napad. Adaptivni imunski sistem se vključi z evolucijsko starejšim prirojenim imunskim sistemom. Ta starejši sistem je nespecifičen, medtem ko je prilagodljivi sistem prilagojen specifičnim ciljem.
Prirojeni imunski sistem je prisoten pri vseh metazoah, prilagodljivi sistem pa le pri vretenčarjih. Nastal naj bi pri prvih vretenčarjih s čeljustmi.
Adaptivni imunski odziv daje imunskemu sistemu vretenčarjev sposobnost prepoznavanja in pomnjenja določenih patogenov. Ob vsakem srečanju z določenim patogenom sistem izvede močnejše napade. Gre za prilagodljivo imunost, saj se imunski sistem telesa pripravi na prihodnje izzive.
Ključne sestavine adaptivnega imunskega sistema
- B-celice (limfociti B): proizvajajo protitelesa (imunoglobuline), se ob aktivaciji diferencirajo v plazemske celice, ki izločajo velike količine protiteles, in oblikujejo spominske B‑celice.
- T-celice (limfociti T): delimo jih na CD4+ pomožne (T helper), ki usmerjajo imunski odziv, in CD8+ citotoksične
- Antigen predstavitvene celice (npr. dendritične celice, makrofagi): zajamejo patogen, njegove dele obdelajo in predstavijo fragmente na molekulah MHC, s čimer aktivirajo T‑celice.
- Protitelesa: vežejo antigene, nevtralizirajo toksine, označujejo patogene za uničenje (opsonizacija) ali aktivirajo sistem komplementa.
Kako deluje: od zaznave do spomina
Adaptivni odziv se običajno začne, ko prirojeni imunski sistem sproži alarm in antigen predstavitvene celice prenesejo informacije do bezgavk ali vranice. Tam se specifične B‑ in T‑celice, katerih receptorji prepoznajo antigen, aktivirajo. Po aktivaciji poteka:
- Klonska selekcija in ekspansija: tiste celice, ki prepoznajo antigen, se množijo in tvorijo populacijo efektornih celic.
- Diferenciacija v efektorje: B‑celice postanejo plazemske celice, T‑celice pa citotoksične ali pomožne celice, ki izvajajo različne funkcije (sekrecija citokinov, ubijanje okuženih celic).
- Oblikovanje imunske pomnilne: del aktiviranih celic postane dolgotrajne spominske celice, ki ob ponovni okužbi omogočijo hitrejši in močnejši odziv.
Primarni in sekundarni imunski odgovor
Pri prvi izpostavitvi antigenom (primarni odgovor) traja nekaj dni do tednov, da se razvije učinkovita zaščita. Pri ponovni izpostavitvi istemu antigenu (sekundarni odgovor) spominske celice povzročijo hitrejši, bolj usmerjen in močnejši odziv — prav to načelo izkoriščajo cepljenja.
Kako nastane raznolikost receptorjev
Velika specifičnost adaptivnega sistema temelji na genetskih mehanizmih, kot je V(D)J rekombinacija, ki naključno sestavlja gene za receptorje limfocitov, ter somatska hipermutacija in izbira z višjo afiniteto pri B‑celicah. Ti procesi ustvarijo ogromno raznolikost receptorjev, kar omogoča prepoznavo številnih različnih antigenov.
Toleranca in tveganja
Imunski sistem mora ločiti lastne strukture od tujih. Procesi centralne in periferne tolerance odstranijo ali zatirajo samo‑reagirajoče celice. Če ti mehanizmi odpovejo, lahko nastanejo avtoimunske bolezni. Po drugi strani pomanjkanje delovanja adaptivnega sistema vodi do imunskih pomanjkljivosti, ki povečajo dovzetnost za okužbe.
Pomen za zdravje in medicina
- Cepljenje izkorišča sposobnost adaptivnega sistema za dolgoročni spomin in je eden najpomembnejših javnozdravstvenih dosežkov.
- Moderna imunoterapija (npr. zaviralci kontrolnih točk, CAR‑T celice, monoklonska protitelesa) cilja na specifične dele adaptivnega sistema za zdravljenje raka, avtoimunskih bolezni in drugih stanj.
- Transplantacijska imunologija in preprečevanje zavrnitve organov sta neposredno povezana z nadzorovanjem adaptivnih odzivov.
Na kratko
Adaptivni imunski sistem je specializiran, dinamičen in sposoben učenja: prepozna specifične patogene, ustvari učinkovite in usmerjene odzive ter oblikuje dolgotrajen imunski spomin. Skupaj z prirojenim imunskim sistemom ščiti organizem pred okužbami, hkrati pa predstavlja temelj sodobnih pristopov v prevenciji in zdravljenju bolezni.
Posnetek posameznega človeškega limfocita s skenirnim elektronskim mikroskopom (SEM).
Večplastna obramba
Imunski sistem ščiti organizme pred okužbami s pomočjo večplastne obrambe. Preprosto povedano, fizične ovire preprečujejo patogenim organizmom, kot so bakterije in virusi, da bi vstopili v organizem.
Če patogen prebije te ovire, se prirojeni imunski sistem takoj odzove, vendar nespecifično. Prirojeni imunski sistemi so prisotni pri vseh rastlinah in živalih.
Če se patogeni uspešno izognejo prirojenemu odzivu, imajo vretenčarji tretjo plast zaščite, prilagodljivi imunski sistem, ki ga aktivira prirojeni odziv. Pri tem imunski sistem med okužbo prilagodi svoj odziv, da bi bolje prepoznal patogen.
Ko je patogen uničen, se nadaljujejo potomci celic B in T. Pripravljene so na hitrejši odziv naslednjič. To je neke vrste "imunološki spomin". Te celice omogočajo prilagodljivemu imunskemu sistemu, da ob vsakem srečanju s tem patogenom izvede hitrejši in močnejši napad.
| Sestavine imunskega sistema | |
| Prirojeni imunski sistem | Adaptivni imunski sistem |
| Odziv je nespecifičen | Odziv na patogene in specifične antigene |
| Izpostavljenost povzroči takojšen maksimalen odziv | Čas med izpostavljenostjo in največjim odzivom |
| Celično posredovane in humoralne komponente | celična (limfociti T) in humoralna (protitelesa) komponenta |
| Ni imunološkega spomina | Izpostavljenost vodi do imunološkega spomina |
| Najdemo ga v skoraj vseh oblikah življenja | Najdemo ga le pri vretenčarjih s čeljustmi |
Tako prirojena kot prilagodljiva imunost sta odvisni od sposobnosti imunskega sistema, da razlikuje med lastnimi in nesamozavestnimi molekulami. V imunologiji so lastne molekule tiste sestavine telesa organizma, ki jih lahko imunski sistem loči od tujih snovi. Nasprotno pa so nesamostojne molekule tiste, ki so prepoznane kot tuje molekule. En razred nesamostojnih molekul se imenuje antigeni (kratica za generatorje protiteles) in so opredeljeni kot snovi, ki se vežejo na specifične imunske receptorje in izzovejo imunski odziv.
Funkcije
Adaptivna imunost se pri vretenčarjih sproži, ko se patogen izogne prirojenemu imunskemu sistemu in ustvari mejno raven antigena.
Glavne funkcije adaptivnega imunskega sistema so:
- prepoznavanje specifičnih "nesamozavestnih" antigenov v prisotnosti "samozavestnih" med procesom predstavitve antigenov (kjer makrofagi in dendritične celice zajamejo antigene, da jih lahko celice T prepoznajo).
- ustvarjanje odzivov, ki so prilagojeni za maksimalno odstranitev določenih patogenov ali s patogeni okuženih celic.
- razvoj imunološkega spomina, pri katerem si vsak patogen "zapomni" s protitelesom, ki ga označuje. Te spominske celice se lahko uporabijo za hitro odstranitev patogena, če pride do naslednjih okužb.
| Naravno pridobljeno | Umetno pridobljene |
| Aktivni - antigen vstopi v telo naravno | Aktivno - v cepiva se vnesejo antigeni. |
| Pasivno - protitelesa prehajajo z matere na plod prek posteljice ali dojenčka prek materinega mleka. | Pasivna - vnaprej pripravljena protitelesa v imunskem serumu se vnesejo z injiciranjem. |
Vprašanja in odgovori
V: Iz česa je sestavljen prilagodljivi imunski sistem?
O: Prilagodljivi imunski sistem je sestavljen iz specializiranih celic in procesov.
V: Kako se prilagodljivi imunski sistem aktivira?
O: Adaptivni imunski sistem se vključi s pomočjo prirojenega imunskega sistema.
V: Kakšna je razlika med prirojenim in prilagodljivim imunskim sistemom?
O: Vrojeni imunski sistem je nespecifičen, medtem ko je prilagodljivi imunski sistem prilagojen specifičnim ciljem.
V: Pri katerih živalih najdemo prirojeni imunski sistem?
O: Vrojeni imunski sistem najdemo pri vseh metazoah.
V: Pri katerih živalih se nahaja prilagodljivi imunski sistem?
O: Adaptivni imunski sistem najdemo le pri vretenčarjih.
V: Kdaj se je pojavil prilagodljivi imunski sistem?
O: Prilagodljivi imunski sistem naj bi se pojavil pri prvih vretenčarjih s čeljustmi.
V: Zakaj se prilagodljivi imunski sistem imenuje "prilagodljiv"?
O: Adaptivni imunski odziv omogoča imunskemu sistemu vretenčarjev, da prepozna in si zapomni specifične patogene ter ob vsakem srečanju z določenim patogenom izvede močnejši napad. Adaptivna imunost se imenuje zato, ker se imunski sistem telesa pripravi na prihodnje izzive.
