Adaptivní imunitní systém

27. 11. 2016 20:53:39
Naše těla jsou vystavována neustálým útokům parazitů. Tento souboj trvá již miliardy let a živé organismy v něm vyvinuly nejrůznější strategie. Nejdokonalejší obranou před parazity je adaptivní imunitní systém vyšších obratlovců.

Pasivní a aktivní imunitní systém

Nejjednodušší způsobem, jak se bránit proti nepříznivým vlivům zvenčí, je vytvořit si pevný obal, který od vnějšího prostředí izoluje. Všechny buňky jsou obaleny takřka nepropustnou cytoplazmatickou membránou a např. buňky rostlin či baktérií ještě mnohem pevnější buněčnou stěnou. Povrchy těl mnohobuněčných organismů, jimiž by mohli pronikat parazité, jsou chráněny obdobně. Buňky jsou na nich pevně spojeny, aby mezi nimi nic neprošlo, a jejich vnější povrch je navíc pokryt ochrannými vrstvami. U rostlin jsou to např. různé vosky, hmyz či houby mají svůj povrch vyztužen chitinem (který mj. dokládá blízkou příbuznost hub a živočichů). My, savci, máme na povrchu kůže pokožku, tvořenou odumřelými buňkami, které jsou napuštěny různými látkami odpuzujícími vodu. Na ni jsou ještě vylučovány antimikrobiální látky. Obdobně též výstelky našich vnitřních orgánů, které přicházejí do styku s vnějším prostředím (trávicí a dýchací soustava), jsou pokryty vrstvou pevně spojených buněk, na něž je vylučován hustý hlen (proto se jim také říká sliznice neboli epitely).

Ochranné vrstvy, které tvoří povrch těla, nás chrání před většinou nepříznivých vlivů. Přesto se však někdy může stát, že touto první linií obrany parazit pronikne. V takovém případě máme připraven tzv. komplement. Jedná se o soubor několika proteinů, které jsou produkovány v játrech a následně vylučovány do krve a které po navázání se na některé typické bakteriální struktury vytvoří póry, jež baktérie zahubí.

Tato tzv. pasivní imunita, která je evolučně nejstarší, ovšem není dostatečná, protože parazité mají zpravidla kratší životní cyklus než hostitelé, a mohou tedy strategie, jak obranné systémy obejít, vyvíjet rychleji. Např. se u nich mohou rozšířit mutace, které na jejich povrchu vytvoří struktury, na něž se proteiny komplementu nedokáží navázat. Hostitelé se parazitům v evoluci jenom přizpůsobují. Postupně u nich tedy vznikly účinnější strategie, jak se před parazity bránit. K nim patří i aktivní imunitní systém, tvořený specializovanými buňkami, které parazity vyhledávají a ničí.

Neadaptivní imunitní systém

Aktivní imunitní systém je tvořen krevními buňkami, které vznikají v kostní dřeni. Mnozí si jistě pamatují, že se krev skládá z plazmy (to je ta tekutina, která zbude po odstranění všech buněk), krevních destiček a červených a bílých krvinek (pak jsou tam ještě velmi malá množství dalších buněk, ale to už nad rámec tohoto článku). Destičky (trombocyty) jsou nepostradatelné při porušení cév, protože rychle ucpávají místa, kudy z cév vytéká krev. Červené krvinky (erytrocyty) přenášejí z plic kyslík a podílejí se i na přenosu oxidu uhličitého zpátky do plic. A bílé krvinky (leukocyty) jsou součástí aktivního imunitního systému. Existuje jich spousta různých typů, protože strategií, jak bojovat s parazity je poměrně mnoho, neboť je i mnoho parazitů a jejich nejrůznějších strategií. Mezi leukocyty pak mají velmi důležitou úlohu tzv. lymfocyty, o nichž bude pojednáno dále, protože představují základ adaptivního imunitního systému.

Vývojově starší složku aktivního imunitního systému představují fagocytující buňky, např. monocyty či makrofágy. Ty pomocí svých povrchových receptorů vyhledávají zejména mikroby, pohltí je a následně je uvnitř sebe zničí (čímž často zničí i sami sebe, protože k tomu používají velmi agresivní oxidační činidla, včetně „oblíbeného“ oxidu chloričitého). Fagocyty imunitního systému mívají schopnost měňavkovitého pohybu a dokáží se dostat do místa výskytu mikrobů na základě toho, že svými čidly rozliší látky, které jsou uvolňovány v místě infekce. Tyto látky jsou jednak produkovány přímo mikroby, jednak dalšími buňkami vlastního těla, které v místě podporují vznik zánětu. Zde se sluší uvést, že zánět není totéž co infekce. Zánět je reakce imunitního systému na infekci a vyznačuje se otokem postiženého místa, jeho zvýšenou teplotou a bolestivostí. Tato reakce pomáhá v boji proti vetřelcům.

Jak bylo zmíněno výše, látky, které podporují zánětlivou reakci, jsou uvolňovány z různých zdrojů, např. z buněk poškozených infekcí i z bílých krvinek, které jsou přítomné v místě. Těchto pochodů se účastní i tzv. granulocyty, skupina bílých krvinek, u nichž jsou pod mikroskopem zřetelné četná zrnka (granule). Jsou to vnitrobuněčné váčky naplněné nejrůznějšími látkami (proteinové i neproteinové povahy), které jsou uvolňovány („vylévány“) v místě výskytu nežádoucích organismů, čímž jednak tyto organismy poškozují (to je zvláště důležité u mnohobuněčných parazitů, kteří nemohou být pohlceny fagocytujícími buňkami) a jednak podporují zánětlivou reakci. Své určitě vědí i alergici. Granulocyty se totiž někdy spletou a začnou např. na neškodná pylová zrnka útočit, jako kdyby to byli mnohobuněční parazité. Výsledkem je druh zánětu, jemuž se říká alergická reakce.

Souhra fagocytujících buněk a dalších složek imunitního systému, které podporují zánět, je poměrně účinná, ale má také své nevýhody. Podoba čidel, která rozpoznávají cizorodé struktury, a také veškeré interakce mezi jednotlivými složkami imunitního systému jsou kódovány v genomu organismu. Pokud se tedy organismus setká s novou cizorodou strukturou či novými typy mikroorganismů, na něž není připraven, je proti nim takřka bezbranný. Není schopen se na ně v rozumné době adaptovat, protože by se nejprve musela změnit genetická informace předávaná do dalších generací. Hovoříme tedy o neadaptivním imunitním systému.

Adaptivní imunitní systém

Adaptivní imunitní systém, který je společný vyšším obratlovcům, výše popsanou nevýhodu překonává. Vyznačuje se totiž jistou zvláštností. Možná si leckdo bude pamatovat, že jsou všechny buňky našeho těla potomky jedné zygoty, vzniklé splynutím vajíčka a spermie. Všechny by tedy měly nést shodnou genetickou informaci a veškeré odchylky v jejich genetické informaci lze přičíst náhodným mutacím. Ty nemají žádný účel pro funkci organismu a některé z nich mohou být i nebezpečné. Jednu výjimku z uvedeného pravidla tvoří pohlavní buňky, tedy spermie a vajíčka, u nichž proběhlo redukční dělení (mají jenom jednu sadu chromozómů) a jsou připraveny k dalšímu oplození. Druhou takovouto výjimku představují buňky adaptivního imunitního systému, T- a B-lymfocyty, u nichž dochází k rozsáhlým přestavbám v té části genomu, které kódují jejich antigenně specifické receptory.

Zde je třeba vysvětlit jeden pojem, který se v imunologii často používá. Jedná se o antigen. Antigenem může být v podstatě cokoli, co je vázáno antigenně specifickými receptory na povrchu lymfocytů, tedy krátké peptidy i delší proteiny, lipopolysacharidy, proteogklykany, nukleové kyseliny, apod. Důležité je pouze to, aby se antigen vázal na svůj antigenně specifický receptor. Náš adaptivní imunitní systém je schopen vytvořit receptory v zásadě proti jakémukoli antigenu, ale vždy platí, že příslušný lymfocyt může nést pouze receptory rozpoznávající jeden konkrétní antigen (případně jemu blízce příbuzné struktury).

Jak je toho dosaženo? Lymfocyty vznikají v kostní dřeni a na počátku jejich zrání probíhají v jednom místě jejich genomu změny, jejichž podstatou je vznik dvojřetězcových zlomů v DNA a jejich následná oprava. Přitom je využito faktu, že buněčný aparát sloužící k opravám těchto poškození DNA dělá občas chyby (více viz zde). Dlouhé úseky jsou následkem toho někde vystřihovány, jinde přepisovány a navíc ještě enzym nazvaný terminální deoxyribonukleotidyltranferáza v místě zlomů náhodně přivěšuje další deoxyribonukletidy. Výsledkem je zcela unikátní variabilní úsek genu kódujícího tu část antigenně specifického receptoru, která se podílí na rozpoznání a vazbě antigenu.

V průběhu dalšího zrání, které u tzv. T-lymfocytů probíhá v brzlíku (thymus) a u B-lymfocytů v kostní dřeni či v různých imunitních tkáních (třeba u ptáků je to Fabriziho burza, která B-lymfocytům dala jméno), jsou poté lymfocyty (jimž se říká „naivní“, protože se ještě nesetkaly se svým antigenem) testovány, jaký antigenně specifický receptor vlastně vytvářejí. Jednak se v průběhu genových přestaveb mohlo stát, že je jejich receptor zcela nefunkční. Pokud se to stane, dostane takovýto mladý lymfocyt signál, aby podstoupil regulovanou buněčnou smrt – „spáchal buněčnou sebevraždu“ (o té se rozepíši někdy příště). Dále se mohlo přihodit, že příslušný antigenně specifický receptor váže struktury, které jsou tělu vlastní. Pokud by tedy byl takovýto lymfocyt vypuštěn do krevního oběhu, mohl by vyvolávat nebezpečné autoimunitní choroby. V procesu zvaném negativní selekce jsou proto na buňkách příslušného imunitního orgánu vystavovány úlomky všech proteinů, které jsou v genomu kódovány. Pokud se na některý z nich naváže antigenně specifický receptor nezralého lymfocytu, dostane jeho nositel pokyn, aby „spáchal buněčnou sebevraždu“. Pouze v menšině případů to nositel přežije a stane se z něj regulační či tlumivý T-lymfocyt, který je využíván k potlačování autoimunitních reakcí (protože žádný proces není dokonalý a čas od času nějaký autoreaktivní lymfocyt negativní selekci unikne). V takovém případě sice reaguje na tělu vlastní antigen, ale v místě reakce uvolňuje tlumivé látky, které reakci ostatních buněk potlačí. Zrání lymfocytů tak nepřežije až 90 % buněk, a proto někdy tomuto procesu imunologové říkají „drsná mateřská školka“. Ty lymfocyty, které přežijí, ovšem na svém povrchu nesou plně funkční antigenně specifický receptor připravený pro vazbu některého z nepřeberného množství antigenů. Tento proces tvorby lymfocytů s unikátními antigenně specifickými receptory pokračuje po celý náš život, a pokud je narušen, mohou vznikat vážné choroby spojené s nedostatečným fungováním imunitního systému.

MHC-glykoproteiny a buňky prezentující antigen

Nezbytnou složkou fungování adaptivního imunitního systému jsou MHC-glykoproteiny (MHC je zkratka anglického main histocompatible complex, čili hlavní histokompatibilní komplex, a tento název označuje oblasti genomu, v nichž jsou MHC-glykoproteiny kódovány, zatímco předpona „glyko-„ znamená prostě jenom to, že je na tyto proteiny přivěšen řetízek monosacharidů, tak jako na většinu proteinů zasahujících vně buňky). Tyto proteiny se vyskytují na povrchu tzv. buněk prezentujících antigen (antigen presenting cells, APC). Těmi jsou v podstatě téměř všechny buňky našeho těla, což je velmi důležité pro ochranu před virovými infekcemi a nádorovým bujením. Mezi nimi se ovšem dále rozlišují tzv. profesionální buňky prezentující antigen (sem patří dendritické buňky, B-lymfocyty a makrofágy), které jsou klíčové při „trénování“ imunitního systému v rozpoznání příslušného antigenu.

U MHC-glykoproteinů (MHCgp) se rozlišují dva základní typy či třídy. Zatímco první (MHCgp I) se vyskytuje u všech buněk prezentujících antigen, druhá (MHCgp II) pouze u těch profesionálních. Funkcí MHCgp je „vystavovat“ úlomky proteinů (peptidy) na povrchu buněk. Na MHCgp I se vystavují úlomky těch proteinů, které se momentálně vyskytují v buňce, což mohou být jednak běžné buněčné proteiny, ale také proteiny poškozené mutacemi spojenými s nádorovým bujením či virové proteiny. Naproti tomu na MHCgp II jsou u profesionálních buněk prezentujících antigen umísťovány úlomky toho, co daná buňka pohltila (což může být např. baktérie, virus, apod.). Úlomky vystavené na MHCgp I či II poté mohou být vázány příslušnými antigenně specifickými receptory na povrchu T-lymfocytů.

Každou z uvedených tříd MHCgp u člověka kódují tři různé geny, které mohou mít nejrůznější formy (alely). Od obou rodičů tak získáme 6 různých alel MHCgp I i MHCgp II a jejich produkty jsou na povrchu buněk vystavovány současně. To je důležité pro obranu před patogenními mikroorganismy. Jestliže by se v populaci vyskytovala pouze jediná alela MHCgp I či II, patogen by tomu v evoluci mohl přizpůsobit své proteiny tak, aby se jejich úlomky na MHCgp nevázaly, čímž by se pro adaptivní imunitní systém stal prakticky neviditelným. Při dostatečném množství alel kódujících MHCgp to však nehrozí, neboť pokud se patogen přizpůsobí jedné alele, budou se jeho proteiny stále vázat na proteinové produkty jiných alel. Z toho ovšem vyplývá, že menší, uzavřenější, a tedy geneticky uniformnější lidské populace budou daleko náchylnější k nebezpečným epidemiím, které se budou daleko hůře šířit ve větších populacích, či v takových populacích, kde dochází k mísení genetického materiálu usedlíků s občasnými nově příchozími.

MHC-glykoproteiny I. třídy a cytotoxické T-lymfocyty

Jedna skupina T-lymfocytů, označovaných jako cytotoxické (Tc), je nezbytná pro ochranu před vnitrobuněčnými parazity (zejména viry, ale též některými baktériemi) a nádorovým bujením. Tyto T-lymfocyty na svém povrchu nesou kromě antigenně specifického receptoru také pomocný receptor (koreceptor) označovaný jako CD8 (proto se jim také říká CD8-pozitivní či CD8+), který antigenně specifickému receptoru napomáhá k rozpoznání (vazbě) MHCgp I. Jak bylo uvedeno výše, jsou na MHCgp I vystavovány úlomky těch proteinů, které jsou momentálně produkovány uvnitř dané buňky. Cytotoxický T-lymfocyt by poté, co úspěšně prošel negativní selekcí, neměl pomocí svého antigenně specifického receptoru vázat nic, co by bylo organismu vlastního. Pokud tedy přeci jenom něco naváže, znamená to, že to něco je podezřelé. Může to být protein, který je produkován z virových genů, případně protein, který je v průběhu nádorového bujení pozměněn mutacemi. Pokud je signál, který cytotoxický T-lymfocyt po vazbě MHCgp I s navázaným peptidem obdrží, dostatečně silný, dostane buňka, která jej vystavila, pokyn k tomu, aby podstoupila regulovanou buněčnou smrt. To je nezbytné, protože nádorovou buňku již nelze opravit a viry se z buněk odstraňují jenom velice těžko. Takovéto buňky je tedy pro organismus bezpečnější zcela zničit, aby již nepředstavovaly žádné nebezpečí. U některých virových infekcí tak paradoxně více škod působí imunitní systém nežli vlastní infekce (platí to třeba u infekční žloutenky).

Cytotoxický T-lymfocyt, který pomocí svého antigenně specifického receptoru dokázal něco rozpoznat (vázat), se tím aktivuje, čímž je ve svém zabíjení buněk ještě účinnější, a zároveň se pomnoží, takže se v místě výskytu podezřelých peptidů na povrchu buněk postupně vyskytne značné množství cytotoxických T-lymfocytů, které je dokáží rozpoznávat. Tak je zajištěn účinný zásah proti infekci, který trvá tak dlouho, dokud podezřelé signály nevymizí. Přitom se rozvíjí zánět, doprovázený signály, které do místa přitahují další a další buňky imunitního systému. Dlouhodobě probíhající zánět ovšem organismus zatěžuje, a proto po vymizení podezřelých signálů také aktivované cytotoxické T-lymfocyty podstoupí regulovanou buněčnou smrt. Přežije jich jenom zlomek, který se stane tzv. paměťovými buňkami, kolujícími v krvi i lymfě a připravenými na to, až se zase setkají se stejnými podezřelými strukturami, které předtím pomáhaly zlikvidovat.

Jelikož buňky na MHCgp I vlastně „obnažují své nitro“, takže imunitní systém dokáže posoudit, zda se v nich neskrývá něco podezřelého, bývá strategií některých virů, ale i nádorů počet MHCgp I na povrchu buňky snižovat. Proti takovéto strategii má imunitní systém připraven speciální třídu lymfocytů zvaných NK-buňky (z anglického natural killer neboli „přirozený zabíječ“). Ty na svém povrchu postrádají antigenně specifické receptory, ale pomocí jiných svých receptorů dokáží vyhodnotit, že na povrchu zkoumané buňky chybí dostatečné množství MHCgp I. Takováto buňka je shledána podezřelou a dostane signál k tomu, aby podstoupila regulovanou buněčnou smrt.

MHC-glykoproteiny II. třídy a pomocné T-lymfocyty

Druhou důležitou skupinou T-lymfocytů jsou tzv. pomocné T-lymfocyty (Th podle anglického helper). Ty na svém povrchu nesou kromě svého antigenně specifického receptoru také koreceptor označovaný jako CD4 (tudíž se jim také říká CD4-pozitivní či CD4+), který napomáhá k rozpoznání (vazbě) MHCgp II. Jak již bylo popsáno výše, na MHCgp této třídy jsou vystavovány úlomky toho, co pohltí profesionální buňka prezentující antigen. Jedním typem těchto buněk jsou tzv. dendritické buňky. Nezralé dendritické buňky se vyskytují v blízkosti sliznic, kůže i v jiných tkáních a pohlcují vše, co jim „přijde do cesty“. Pokud se vyskytnou poblíž místa infekce, signály zánětu či poškození tkáně je v tomto pohlcování ještě povzbudí. Jakmile toho pohltí dostatek, vydají se do imunitních tkání (např. do mízních uzlin), tam roztáhnou své panožky, značně je rozvětví (název „dendritická“ znamená, že jejich větvení připomíná větvení stromu) a na svých výběžcích začnou na MHCgp II vystavovat to, co pohltily. Pokud některý pomocný T-lymfocyt něco z toho pomocí svého antigenně specifického receptoru naváže, znamená to opět, že se jedná o úlomek něčeho, co se v organismu běžně nevyskytuje. T-lymfocyt s příslušným antigenním receptorem se tedy aktivuje a pomnoží se (proto daná mízní uzlina zduří).

Aktivované pomocné T-lymfocyty se poté uvolňují do krve a putují tam, kde vycítí signály poškození tkáně či zánětu. V takových místech poté záleží, k jakému typu pomocné T-lymfocyty patří. Pokud jsou to buňky typu Th1, interagují v místě zánětu s makrofágy. Makrofágy, jak již bylo řečeno výše, pohlcují cizorodé struktury, na které stačí, tj. zejména viry a baktérie. Zároveň jsou ovšem také profesionálními buňkami prezentujícími antigen, které na svých MHCgp II vystavují úlomky toho, co pohltily. Lymfocyty Th1, které rozpoznávají příslušné antigeny, potom makrofágy dále stimulují, aby pohlcovaly ještě účinněji. Další skupinou pomocných T-lymfocytů je typ Th2, který je důležitý pro vznik protilátkové odpovědi a úzce spolupracuje s B-lymfocyty. Důsledky této jejich interakce jsou popsány dále.

Pomnožené pomocné T-lymfocyty opět mohou být nebezpečné, pokud by se imunitní odpověď příliš protahovala. Proto jsou i ony po čase nuceny k regulované buněčné smrti a pouze zlomek z nich se stane paměťovými buňkami.

B-lymfocyty a protilátková odpověď

B-lymfocyty mají stejně jako T-lymfocyty na svém povrchu antigenně specifický receptor, leč na rozdíl od nich jeho prostřednictvím nevážou MHCgp. Namísto toho jsou pomocí něho schopny vázat přímo „podezřelé“ struktury, tj. proteiny, polysacharidy, ale také celé buňky či jejich úlomky. Pokud jejich specifický receptor něco naváže, opět to znamená, že se jedná o něco, co není tělu vlastní, neboť také B-lymfocyty během svého zrání podstupují negativní selekci. Po svém navázání je takováto „podezřelá“ struktura B-lymfocytem pohlcena, a protože také B-lymfocyt je profesionální buňkou prezentující antigen, vystaví úlomky pohlcené struktury na svých MHCgp II, takže poté mohou být rozpoznávány příslušnými antigenně specifickými receptory T-lymfocytů typu Th2. Jestliže se tak stane, dostane B-lymfocyt signál k aktivaci. To pro něho znamená, že se také pomnoží a zároveň začne produkovat takovou formu svého antigenně specifického receptoru, která není přichycena k povrchu buňky, nýbrž se uvolňuje do mezibuněčného prostředí jakožto protilátka (imunoglobulin). Pomocný T-lymfocyt také dostane signál, aby se ještě více aktivoval, a tím i pomnožoval.

Protilátky nejsou tedy nic jiného než uvolňované (sekretované) formy B-buněčného antigenně specifického receptoru. Existuje jich spousta různých typů podle typu imunitní reakce. V její první fázi nevážou cizorodou strukturu příliš efektivně, ale postupně se jejich síla vazby dále zvyšuje, což je umožněno tím, že v aktivovaném B-lymfocytu probíhají další přestavby té části genomu, která kóduje variabilní oblast B-buněčného antigenně specifického receptoru. Výsledkem těchto přestaveb může být samozřejmě i receptor, který váže příslušný antigen výrazně slaběji. V takovémto případě aktivovaný B-lymfocyt, který onen receptor nese, podstoupí regulovanou buněčnou smrt. Ale v určitém procentu případů budou také vznikat B-buněčné receptory, jejichž síla vazby (afinita) k antigenu je výrazně vyšší než u původní buňky, která rozpoznala antigen. Projeví se to tím, že budou B-lymfocyty na svých MHCgp II úlomky pohlcené struktury vystavovat v ještě větším množství, což povede k silnějším aktivačním signálům od pomocných T-lymfocytů. Po několika dnech imunitní reakce tedy postupně vznikají vysokoafinní protilátky, které mohou účinně vázat i struktury, s nimiž se organismus doposud nesetkal. Může začít vrcholná fáze adaptivní imunitní reakce, během níž je nebezpečí zpravidla účinně odstraněno. Aktivované B-lymfocyty poté rovněž podstoupí regulovanou buněčnou smrt a jenom malá část z nich se stane paměťovými buňkami.

Zde si dovolím poznámku, která asi nepotěší kreacionisty: na molekulární úrovni zde totiž probíhá ukázková evoluce přesně tak, jak ji popisuje Darwinova teorie. Náhodnými genetickými změnami je zde vytvářena variabilita potomstva, toto potomstvo je nadprodukováno a jenom jeho malé části je umožněno dále se množit. Více se množí pouze takové buňky, které mají požadovanou vlastnost relativně silnější ve srovnání s ostatními buňkami. Výsledkem je vznik nové vlastnosti, v tomto případě proteinu, který váže nějakou strukturu, s nímž se organismus do té doby nesetkal. To vše proběhne během několika dní.

A teď k funkci protilátek. Tu bych rád zdůraznil, protože naše sdělovací prostředky rády pletou pojmy „protilátka“ (anglicky antibody) a „protijed“ (antidotum). Zatímco protijedem může být i jednoduchá chemikálie, která blokuje působení příslušného jedu, tak protilátka je skutečně jenom sekretovaná forma B-buněčného antigenně specifického receptoru, tedy poměrně složitý protein. Ten může v nejjednodušším případě (a také podle svého typu) blokovat nějakou důležitou strukturu na povrchu parazita, čímž mu může bránit v jeho životním cyklu. Nebo může protilátka patogenní mikroorganismus či virus obalit, a tím jej označit k pozření fagocytujícími buňkami aktivního imunitního systému (makrofágy či monocyty). Pokud to fagocyty přežijí, opět vystaví úlomky pohlceného patogenu na svém povrchu, což poté přispívá k další aktivaci T-lymfocytů nesoucích příslušný antigenně specifický receptor. Některé protilátky také napomáhají usazování proteinů komplementu, čímž patogenní mikroorganismus nakonec proděraví a zničí. Protilátky dále mohou napomáhat funkci cytotoxických T-lymfocytů i NK-buněk. NK-buňky dokonce mohou na svém povrchu protilátky zachytávat a pak je používat k rozpoznání podezřelých struktur na jiných buňkách, které následně ničí. Protilátky jednoho typu (tzv. IgE, tj. imunoglobuliny třídy E) jsou rovněž důležité pro boj proti mnohobuněčným parazitům. Vážou se totiž na povrch tzv. eozinofilních granulocytů, jimž následně také slouží coby receptory. Pokud se eozinofilní granulocyt s navázanými protilátkami setká s mnohobuněčným parazitem, aktivuje se, což v jeho případě znamená, že začne vylévat látky, které v místě vyvolají zánětlivou reakci a parazita, jenž je tak velký, že nemůže být pozřen makrofágem, poškodí. Bohužel je právě tato reakce podstatou alergií, protože jsou občas produkovány protilátky proti neškodným strukturám. Eozinofilní granulocyty se k nim poté chovají jako k nežádoucím vetřelcům.

Tady si dovolím další vsuvku. Jak je zřejmé, protilátková odpověď je v našem organismu součástí prakticky všech imunitních reakcí. Je-li něco obaleno protilátkami, znamená to signál pro imunitní systém, který znamená, že je něco v nepořádku, což vybudí příslušnou reakci. Pokud je tedy protilátková odpověď narušena, jsou výrazně ovlivněny prakticky všechny reakce založené na adaptivním imunitním systému. A právě to je podstatou působení viru HIV (human immunodeficiency virus, čili virus lidské imunitní nedostatečnosti), který způsobuje smrtelnou chorobu AIDS (acquired immunodeficiency syndrome, neboli syndrom získané imunitní nedostatečnosti). Tento virus totiž napadá pouze takové buňky, které na svém povrchu mají koreceptor CD4, což jsou právě pomocné T-lymfocyty. Tělo se infekci virem HIV dokáže dlouho bránit, proti viru vznikají protilátky (ty pak lékařům slouží ke zjištění, zda je člověk infikován a v jaké fázi infekce se nachází), virové částice jsou stále odstraňovány, ale zároveň se virus pomnožuje v pomocných T-lymfocytech, ty jsou tím neustále poškozovány, odstraňovány a následně doplňovány z kostní dřeně až do jejího úplného vyčerpání. Jakmile dojde k tomuto vyčerpání, zhroutí se protilátková odpověď a nastává AIDS, kdy je pro organismus smrtelná i banální infekce a často propukají i některé formy rakoviny, které se běžně nevyskytují.

Obdobně je fungování imunitního systému silně narušeno u jedinců s poškozenými geny důležitými pro zrání B-lymfocytů či pomocných T-lymfocytů. I v takovém případě je organismus prakticky bezbranný vůči jakékoli infekci. Postižení jedinci tedy musejí žít v naprosto sterilním prostředí, jakémsi ultračistém stanu, bez naděje podívat se ven (tedy pokud v budoucnu dostatečně nepokročí technologie genetických manipulací). Lepší prognózu mají lidé po transplantaci kostní dřeně. Jejich původní dřeň, produkující např. leukemické buňky, je nejprve zničena ozařováním, a poté je jim podáno malé množství buněk kostní dřeně od zdravého dárce. Ty se poté pomnoží a postupně obnoví krvetvorbu. Než se tak ovšem stane, je fungování imunitního systému narušeno a člověk po transplantaci kostní dřeně také může být ohrožen banálními infekcemi.

Regulace imunitní odpovědi

Teď si ještě něco povíme o regulaci imunitní odpovědi a poté už raději tento dlouhý článek ukončím. Chtěl jsem se ještě rozepsat o očkování, ale asi pro tuto chvíli postačí, když konstatuji, že jeho podstatou je podáním antigenu či oslabeného patogenu vyvolat imunitní odpověď, která povede ke vzniku paměťových lymfocytů připravených pro setkání se skutečným patogenem.

A teď k té regulaci. Tu je důležité zmínit, protože právě regulace imunitního systému je dezinterpretována různými ezoterickými naukami, které hlásají působení nejrůznějších magických energií, případně různými šarlatány, kteří předstírají jistou erudici (zde na blogu mohu jmenovat například pana Kunce).

Nic magického ovšem v regulaci imunitního systému není. Ve skutečnosti se jedná o velice složitou síť nejrůznějších zpětných vazeb (pozitivních i negativních), která se navíc v průběhu života vyvíjí tak, jak v organismu přibývají paměťové buňky po setkání s různými infekcemi či jinými formami poškození organismu. Tato síť slouží k tomu, aby k eliminaci příslušného parazita či nebezpečného bujení byla využita právě ta odpověď, která je nejúčinnější. Pokud je již nějaký druh odpovědi spuštěn, zpravidla jsou zároveň potlačeny ty ostatní, aby se organismus zbytečně nepřetěžoval. Jedna strategie je tak použita na mnohobuněčné parazity, jiná na baktérie a jiná na viry a další vnitrobuněčné parazity, jiná zase na zhoubné i nezhoubné nádory v různých stádiích vývoje. Uvedená síť zpětných vazeb se zároveň vyznačuje různými záložními či paralelními drahami, které se hodí v případě, že je některá z nich narušena (říká se tomu hezky česky redundance), takže se dá její fungování jenom velmi obtížné změnit v delším časovém horizontu. Jednou vzniklé paměťové buňky přežívají po mnoho let, což je velkou výhodou u očkování, ale naopak značnou nevýhodou u různých autoimunitních chorob či přecitlivělostí (např. alergií). Jakákoli jejich léčba tak účinkuje pouze v krátkodobém horizontu, avšak po vysazení léků či po delší době jejich užívání se choroba v nějaké formě vrací. Úplné vyléčení takovýchto chorob není za současného stavu poznání možné (a není v tom spiknutí farmaceutických firem, jak věří někteří zastánci tzv. „alternativní“ medicíny).

Podstatou regulace imunitního systému je působení mnoha různých chemických látek, většinou proteinové či peptidové povahy. Jejich názvy odrážejí historii jejich objevování a mohou působit poněkud zmatečně. V zásadě se tyto látky dělí na chemokiny (vyvolávající u buněk imunitního systému pohyb ke zdroji signálu neboli chemotaxi) a cytokiny (produkované různými složkami imunitního systému i dalšími buňkami). Mezi cytokiny patří i tzv. interleukiny, kterými signalizují různé druhy bílých krvinek (leukocytů), interferony (uvolňované zejména z buněk infikovaných viry), ale také další proteiny, které byly původně objeveny u jiných pochodů, např. proteiny rodiny TGFβ (transforming growth factor β, tj. transformující růstový faktor beta), TNFα (tumour necrocis factor α, tj. faktor nekrotizující nádory alfa, který někdy způsobuje regulovanou buněčnou smrt, ale jindy je důležitý pro regulaci zánětlivé odpovědi), apod. Tyto látky jsou uvolňovány jak z buněk imunitního systému (každý typ uvolňuje vlastní „koktejl“ těchto látek, jehož složení se navíc v průběhu imunitní reakce mění), tak i z dalších buněk, které se účastní imunitní reakce, např. buněk výstelky cév. Imunitní odpověď je stimulována i vylitím obsahu umírajících buněk do mezibuněčného prostředí, protože poškození buněk vždycky značí nějaké nebezpečí. Mnohé buňky, které se účastní imunitní odpovědi, se také navzájem dostávají do poměrně úzkého kontaktu (např. pomocné T-lymfocyty typu Th2 a B-lymfocyty, apod.), takže jsou důležité i proteiny na jejich povrchu, jimiž se navzájem aktivují i inhibují.

Výše uvedený výčet látek ovlivňujících imunitní systém by nebyl kompletní beze zmínky o tom, že některé složky imunitního systému reagují i na látky, které se podílejí na regulaci nálady či psychické pohody / nepohody. Látky, které se uvolňují při dobré náladě, tak mohou podporovat uzdravení, kdežto látky akutní či chronické stresové reakce podporují různé formy zánětu, zatímco jiné reakce jsou utlumeny. To může vést k poškozování organismu chronickým zánětem a zároveň náchylnosti k některým chorobám. Odtud tedy zřejmě plyne ona magická představa, že lze vůlí a určitým psychickým nastavením předcházet některým chorobám nebo je i léčit. No, někdy to může i platit, ale rozhodně bych to nedoporučoval třeba u infekce virem HIV, kterou vůlí opravdu nevyléčíte. Tu už máte napořád (pokud ji máte, což bych nikomu nepřál). Ani u některých nádorových bujení nebyla pozorována žádná souvislost mezi náladou a prognózou vývoje choroby. Faktem ovšem je, že dobrá nálada pacientům pomůže se s chorobou lépe vyrovnat. Působení momentálního psychického nastavení je nicméně dobře popsáno i u tzv. placebo-efektu (a jeho opaku nocebo-efektu, který byl pozorován např. u tzv. syndromu „elektrosmogu“). Pokud uvěříte, že vám nějaký léčivý prostředek pomůže, uvolní se příslušné chemické látky spojené s úlevou či lepší náladou, což má potom vliv i na léčivý proces. Takto mohou působit i obyčejné cukrové kuličky, pokud uvěříte, že vám pomohou, a placebo-efekt je tudíž podstatou údajného působení různých metod založených spíše na magii (homeopatie, akupunktura, některé formy bylinkářství, atd., atd.) či údajných naprosto vědeckých přístupech (vitariánství, které propaguje pan Kunc, „léčení“ oxidem chloričitým, apod., apod., apod.). Věř a víra tvá tě uzdraví.

Závěr

Účelem tohoto článku bylo vysvětlit fungování našeho imunitního systému. Článek to byl dlouhý, ale zkuste si přečíst jakoukoli knížku zabývající se imunologií. Bude ještě výrazně delší. Asi jsem vás zahltil údaji, leč tajně doufám, že sice většinu z toho zapomenete, nicméně se vám to vybaví, až se zase objeví nějaký „imunologický“ pojem. Nebo vás to třeba nasměruje k dalšímu studiu. Hlavně prosím nevěřte nejrůznějším ezoterikům či šarlatánům, kteří prohlašují, že konečně znají ten zázračný recept, jenž vede k naprostému uzdravení, jakkoli je zpravidla v příkrém rozporu s dosavadními vědeckými poznatky.

Jestliže máte zájem si podiskutovat, jsem k dispozici. A pokud jsem vás příliš nezahltil, přivítám i návrhy, o čem dalším napsat. Dočkáte se někdy po Vánocích.

Autor: Jan Švadlenka | neděle 27.11.2016 20:53 | karma článku: 20.15 | přečteno: 818x

Další články blogera

Tato rubrika neobsahuje žádné články...

Další články z rubriky Věda

Dana Tenzler

Barvy v kuchyni (3) - přírodní červená

Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, čím se vlastně barví velikonoční vajíčka? Jakými přírodními nebo umělými barvivy se dá jídlo barvit dnes a jak tomu bylo v minulosti? (délka blogu 3 min.)

28.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 13.12 | Přečteno: 121 | Diskuse

Zdenek Slanina

Problém co začal už Arrhenius: Kysličník uhličitý a doba ledová - a teď i sopečné aktivity

Už S. Arrhenius řešil vztah obsahu CO2 v atmosféře i k době ledové. Tehdy hlavně ukázal, že jeho navyšování v atmosféře povede k nárůstu její teploty. Nyní výzkumy z univerzity v Sydney ukazují na roli sopek v nástupu ochlazování.

26.3.2024 v 5:22 | Karma článku: 24.19 | Přečteno: 514 |

Martin Tuma

Berte Viagru, dokud si na to vzpomenete

Rozsáhlá studie odhalila významné snížení výskytu Alzheimerovi nemoci u pravidelkných uživatelů Viagry

25.3.2024 v 14:17 | Karma článku: 13.60 | Přečteno: 303 | Diskuse

Dana Tenzler

Barvy v kuchyni (2) - průmyslová žlutá

Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, čím se vlastně barví velikonoční vajíčka? Jakými přírodními nebo umělými barvivy se dá jídlo barvit dnes a jak tomu bylo v minulosti? (délka blogu 3 min.)

25.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 14.44 | Přečteno: 189 | Diskuse

Dana Tenzler

Barvy v kuchyni (1) - přírodní žlutá

Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, čím se vlastně barví velikonoční vajíčka? Jakými přírodními barvivy se dá jídlo barvit dnes a jak tomu bylo v minulosti? První díl seriálu o barvách.

21.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 18.11 | Přečteno: 293 | Diskuse
Počet článků 30 Celková karma 0.00 Průměrná čtenost 840

Buněčný biolog se zájmem o historii i veřejné dění. Vášnivý turista a člen ODS. ------- V tomto blogu bych rád popularizoval přírodní vědy, protože když občas vidím seznam článků v rubrice Věda, mám dojem, že by jí slušel jiný název, například "Dojmy, okultismus a mimozemšťané". Čest světlým výjimkám.

† únor 2021

Smoljak nechtěl Sobotu v Jáchymovi. Zničil jsi nám film, řekl mu

Příběh naivního vesnického mladíka Františka, který získá v Praze díky kondiciogramu nejen pracovní místo, ale i...

Rejžo, jdu do naha! Balzerová vzpomínala na nahou scénu v Zlatých úhořích

Eliška Balzerová (74) v 7 pádech Honzy Dědka přiznala, že dodnes neví, ve který den se narodila. Kromě toho, že...

Pliveme vám do piva. Centrum Málagy zaplavily nenávistné vzkazy turistům

Mezi turisticky oblíbené destinace se dlouhá léta řadí i španělská Málaga. Přístavní město na jihu země láká na...

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo divadelních...

Stále víc hráčů dobrovolně opouští Survivor. Je znamením doby zhýčkanost?

Letošní ročník reality show Survivor je zatím nejkritizovanějším v celé historii soutěže. Může za to fakt, že už...