Zdrowie. Jak to działa? Odporność organizmu na choroby zakaźne we współczesnym świecie.
Zdrowie. Jak to działa? Odporność organizmu na choroby zakaźne we współczesnym świecie.
Pod pojęciem odporności organizmu rozumiemy jego zdolność do reagowania na szkodliwe bodźce – jak np. zarazki, toksyny lub obrażenia – do samodzielnego przeciwstawiania się im. Tylko dzięki tym procesom, przebiegającym bez udziału naszej woli, możemy przeżyć w świecie opanowanym przez drobnoustroje i substancje trujące. Odporność decyduje więc o wytrzymałości i zdrowiu żywej istoty. Gdy zawiedzie choć jeden z systemów obronnych, nieuchronnie dochodzą do głosu mniej lub bardziej poważne choroby.
Źle ukierunkowana lub nadmierne reakcje odpornościowe są przyczyną schorzeń typu alergicznego.
Mechanizmy obronne ludzkiego organizmu
Obrona komórkowa
Substancje ochronne w tkance działają przeciwko wirusom, bakteriom i ich toksynom, zabijając je lub unieszkodliwiając w inny sposób.
Komórki reagują na określone zarazki i ciała obce ropieniem. Ropa powstaje z fragmentów tkanek, białych krwinek i surowicy krwi. Fagocyty pochłaniają czynniki szkodliwe i ulegają rozpadowi.
Zadaniem obrony komórkowej jest tworzenie nowej tkanki w wypadku uszkodzeń (np. ran). Powstają przy tym blizny, które częściowo zasklepiają się, czasami jednak pozostają widoczne. Taka tkanka ziarninowa może powstać również w chronicznych chorobach zakaźnych, organizm próbuje bowiem odizolować ognisko chorobowe.
Funkcje obronne krwi i regulacja krążenia
Podstawową funkcją krwi podczas zranienia jest uniknięcie wykrwawienia oraz prowizoryczne zasklepienie rany poprzez krzepnięcie. Oprócz tego rozprowadza ona po organizmie substancje odpornościowe, wytwarzane w śledzionie, wątrobie i węzłach chłonnych.
Mechanizmy regulujące krwiobieg wyrównują utratę krwi, spowodowaną zranieniem. Uruchomione zostają rezerwy, a naczynia zwężają się, dzięki czemu są stale wypełniane. W ten sposób organizm nie dopuszcza do wystąpienia niebezpiecznego dla życia szoku.
Hormonalne i nerwowe mechanizmy obronne
W procesach obronnych uczestniczą przede wszystkim hormony nadnerczy. Ich wydzielaniem reguluje międzymózgowie. Bodźce nerwowe i hormonalne wspólnie powodują wegetatywne „przestawienie się” organizmu, a więc dopasowanie różnych funkcji fizjologicznych do zmienionych warunków. Towarzyszyć temu może np. gorączka a przemiana materii zostaje dostosowana do nowych zadań.
Dopasowanie przebiega zawsze niezależnie od zwalczanych, szkodliwych wpływów, według tego samego schematu.
- reakcja alarmowa i aktywizacja wszystkich sił odpornościowych i rezerw,
- faza obrony, podczas której systemy odpornościowe pracują na pełnych obrotach, dopóki wywołujący reakcję czynnik nie zostanie zlikwidowany.
- okres wyczerpania. Następuje on, gdy nie można przezwyciężyć niekorzystnego bodźca. Mechanizmu obronne wyczerpują się i może dojść do ich ogólnego załamania lub do równie szkodliwych reakcji nadwrażliwości.
System limfatyczny i śledziona
Układ chłonny (limfatyczny) spełnia w organizmie kilka ważnych zadan:
- odprowadzenie zbędnych pozostałości z tkanek,
- transport nowych substancji budulcowych do komórek,
- tworzenie limfocytów, jednego z rodzaju białych krwinek, odpowiedzialnych za obronę organizmu, tkanki limfatyczne (śledziona, węzły chłonne, migdałki) produkują dziennie około 35 miliardów limfocytów, podczas choroby liczba ta wzrasta do 562 miliardów.
Komórki ciała są poprzedzielane przestrzeniami międzykomórkowymi, które wypełnia płyn tkankowy. Płyn ten przesącza się do drobnych naczyń limfatycznych, które z kolei łączą się w większe. Powstają z nich ostatecznie dwa duże pnie: przewód piersiowy, który zabiera chłonkę z całej dolnej części ciała i z jego lewej górnej części, oraz przewód chłonny prawy, zabierający chłonkę z prawej górnej części ciała. Uchodzą one do żył szyjnych w miejscu ich połączenia z żyłami podobojczykowymi.
Podczas swojej drogi od tkanek do żył limfa przepływa przez węzły chłonne, tzw. gruczoły limfatyczne, które są dla niej jakby filtrem. W gruczołach tych limfa przepływa przez sieć drobnych kanalików, w których zostają zatrzymane drobnoustroje. W węzłach chłonnych powstają białe krwinki – limfocyty, które albo staczają walkę z bakteriami w samych gruczołach limfatycznych, albo płynąc dalej z limfą dostają się do krwi i tam spełniają swą rolę obrony organizmu.
Grudki limfatyczne nie są bynajmniej małymi węzłami chłonnymi, jak można by wnioskować z nazwy. Chodzi tu raczej o skupiska komórek tkanki łącznej, których powierzchnia pokryta jest mikroskopijną strukturą przypominającą sieć. W oczkach tej sieci znajdują się fagocyty. Grudki limfatyczne występują w śledzionie i na błonach śluzowych, np. w jelicie. Ich średnica wynosi 1 mm. Większe skupiska określa się mianem migdałków. Znajdują się one w krtani a także jelicie ślepym.
Grudki limfatyczne spotykamy również w śledzionie, ten organ zatem też uczestniczy w systemie odpornościowym. Limfocyty w śledzionie noworodka podczas pierwszych dni życia „uczą się” odróżniać białko własne od obcego. Umiejętność ta umożliwia im późniejsze pełnienie funkcji obronnych. Oprócz tego w śledzionie ulegają zniszczeniu zużyte krwinki czerwone.
Obronę przed działaniem bodźców środowiska stanowi w pewnym stopniu także skóra. Zapewnia ona ochronę przed utratą ciepła i urazami oraz utrudnia drobnoustrojom przedostawania się do wewnątrz organizmu.
Substancje odpornościowe
Niektóre z nich posiadamy już w momencie urodzenia. Są one jak gdyby „wyposażeniem podstawowym” każdej żywej istoty i działają nieswoiście przeciwko wszystkim zarazkom (np. properdyna).
Inne substancje powstają dopiero w momencie pojawienia się czynnika szkodliwego (antygenu) i pozostają w organizmie także po przezwyciężeniu choroby, gotowe do natychmiastowej reakcji w wypadku powtórnego wtargnięcia tego samego zarazka. Te przeciwciała oddziaływują tylko na jeden określony antygen.
Przeciwciała
Powstają one w momencie pierwszego kontaktu organizmu z substancją dla niego obcą (antygenem) – najczęściej chorobotwórczym drobnoustrojem – i krążą w krwiobiegu jeszcze długie lata po ustąpieniu zakażenia. Jeśli więc ten sam antygen wtargnie w przyszłości po raz drugi do ustroju, napotka na swej drodze gotowe przeciwciała, dostosowane do jego budowy, w związku z czym zostanie unieszkodliwiony lub zniszczony.
Antygen i skierowanie przeciw niemu przeciwciała, pasują do siebie „jak klucz do zamka”. Po połączeniu się przeciwciała z antygenem następuje jego unieszkodliwienie, a wytworzony kompleks antygen-przeciwciało zostaje w szybkim czasie wydalony z ustroju. Niestety nie zawsze tak się dzieje. Czasami substancje obce ulegają wprawdzie związaniu, ale nie zostają opanowane. Dochodzi wtedy do niebezpiecznych reakcji chorobowych, jak np. uszkodzenie tkanek i wysoka gorączka. Tego rodzaju niezamierzone skutki obserwuje się często w gruźlicy i tyfusie.
Tylko część przeciwciał przede wszystkim immunoglobulin, krąży po organizmie. Inne umiejscowiają się w skórze i w poszczególnych komórkach. Ich reakcja z antygenem prowadzi w większości przypadków do uwolnienia licznych substancji czynnych o typie histaminy, wywołujących odczyny anafilaktyczne lub alergiczne, aż do groźnego dla życia szoku.
Antytoksyny
Są to przeciwciała wytwarzane w ustroju pod wpływem toksyn bakteryjnych jadu węży, pszczół i niektórych grzybów. Mają one zdolność niszczenia jadów i stosuje się je jako surowice w szczepieniach ochronnych. Odporność powstaje po podaniu tzw. surowicy odpornościowej pochodzącej od zwierząt uodpornionych zarazkami.
Surowica działa nie tylko dzięki temu, że zawiera gotowe przeciwciała, ale także – jak każe obce białko – pobudza organizm do tworzenia substancji obronnych. Dlatego wstrzyknięcie antytoksyn pochodzących od zwierząt tego samego gatunku (np. surowica końska, barania) wywołuje niezwykle burzliwe odczyny, tzw. szoki anafilaktyczne. Kto otrzymał raz w życiu surowicę zwierzęcą, powinien zapamiętać jej rodzaj i zgłaszać ten fakt lekarzowi, aby nie zostać powtórnie zaszczepiony tą samą antytoksyną. To samo dotyczy np. szczepień przeciwko tężcowi.
Enzymy odpornościowe
Ich działanie skierowane jest przeciw białku obcego gatunku oraz obcym tkankom, które dostały się do krwioobiegu.
Krążą one – podobnie jak przeciwciała – razem z krwią i są wydalane wraz z moczem.
Organizm traktuje jako ciała obce również łożysko płodowe i komórki nowotworowe. Fakt ten posłużył szwajcarskiemu fizjologowi Abderhaldenowi 1907 r. do opracowania metody wykrywania chorób nowotworowych i ciąży na podstawie obecności enzymów odpornościowych w moczu.
Gamma – globuliny
Prawie wszystkie przeciwciała, produkowane przez organizm w ciągu całego życia, zawarte są w gamma-globulinach. Jest to jeden ze składników białkowych osocza krwi, wytwarzany w specjalnych komórkach plazmatycznych szpiku kostnego.
Gamma-globuliny osób dorosłych wstrzykiwane są niekiedy małym dzieciom, których organizm nie wytworzył jeszcze przeciwciał ukierunkowanych na niektóre antygeny. Zawartość gamma-globulin we krwi ma ponadto znaczenie w rozpoznawaniu chorób. Przy pewnych schorzeniach, zwłaszcza nerek i wątroby, a także reumatyzmie, ilość gamma-globulin krążących we krwi zwiększa się, co umożliwia wyciągnięcie wniosków diagnostycznych.
Properdyna
Białko zwane properdyna krąży w organizmie wraz z surowicą (osoczem krwi). Gdy tylko zarazek dostanie się do krwiobiegu, properdyna powoduje, że staje się on bardziej wrażliwy na działanie mechanizmów obronnych. Jej skuteczność jest uzależniona od odpowiednia wysokiej zawartości magnezu we krwi, a także od obecności pewnego czynnika dodatkowego (tzw. dopełniacza).
W okresie zwiększonej na infekcje można podnieść poziom properdyny przez zażywanie wyciągu z rośliny Echinacea – jeżówka purpurowa, dostępnego w aptekach.
Interferon
Każda dotknięta infekcją wirusową komórka ciała reaguje produkcją interferonu. Białko to stanowi pewien rodzaj bariery ochronnej i już w pierwszych godzinach po zakażeniu, zanim jeszcze do akcjo wkroczą leukocyty, unieszkodliwia większość zarazków. Również same leukocyty wytwarzają interferon.
Przeprowadzono już niejednokrotnie doświadczenia, podczas których śmiertelna zazwyczaj infekcja wirusowa ustępowała po podaniu we właściwym czasie dawki interferonu. Również w przypadku chorych na raka zastosowanie środka pobudzającego produkcję interferonu, wyraźnie polepszało ich stan na pewien czas. Ów środek pobudzający okazał się jednak zbyt toksyczny, by można go było używać w odpowiednia dużych dawkach.
Reakcje immunologiczne
Odporność oznacza nie tylko, że mechanizmy obronne człowieka zapobiegają rozwojowi choroby. Powodują one również odrzucenie przeszczepów oraz gwałtowne reakcje w przypadku niezgodności grupy krwi podczas transfuzji.
Wrodzona odporność powstaje w wyniku czynności grasicy. Organ ten umiejscowiony jest za mostkiem i nad osierdziem, sięga zaś aż w okolicę tarczycy. Po upływie okresu dojrzewania, gdy spełni on już swoje zadanie, zostaje z reguły w coraz większym stopniu zastąpiony przez tkankę tłuszczową. Podobnie jak w śledzionie, tak i w grasicy limfocyty „uczą się” tuż po urodzeniu odróżniać obce komórki od tkanek własnych.
Uodpornienie na większość drobnoustrojów chorobotwórczych uzyskujemy jednak dopiero podczas trwania życia. Organizm musi zetknąć się najpierw z zarazkami i wytworzyć przeciwciała. Niektóre choroby zakaźne powstają po sobie wprawdzie swoiste przeciwciała, nie powodując jednak tym samym uodpornienia. Znanym przykładem jest grypa.
Do powstania odporności przyczyniają się, oprócz przeciwciał również różne rodzaje białych krwinek, nerwowe i hormonalne procesy regulujące oraz inne, nie całkiem jeszcze wyjaśnione czynniki.
Noworodki są na pewien czas szczególnie zabezpieczone przed infekcjami – do szóstego miesiąca życia ochronę przed większością chorób zakaźnych dają im substancje obronne matki. W tym okresie ich ustrój przygotowuje się do samodzielnej obrony przed drobnoustrojami. Jeśli dzieci wychowują się w całkowicie sterylnym otoczeniu i wejdą potem w normalny, rojący się od bakterii i wirusów świat – ulegają często zupełnie niegroźnym infekcjom, ponieważ ich organizm nie potrafi wytworzyć przeciwciał.
Stan odporności powstaje nie tylko po ostrych chorobach zakaźnych. Walka z zarazkami przebiega często skrycie, a mimo to zapewnia uodpornienie. Ten mechanizm jest również podstawą szczepień ochronnych. Przeprowadził je po raz pierwszy angielski lekarz Edward Jenner.
Rozróżniamy dwa rodzaje szczepień:
- Szczepienie bierne: gotowymi przeciwciałami, które zapewniają szybką ochronę. Ich działanie trwa jednak krótko – w wypadku surowic zwierzęcych – 8-14 dni. W wyjątkowych wypadkach używa się surowic ludzkich, które nie są przez organizm biorcy uznawane za obce białko i dzięki temu funkcjonują dłużej. Surowicę uzyskuje się, wszczepiając zwierzętom antygeny tak długo, aż ich organizm wytworzy odpowiednio dużo przeciwciał. Następnie od zwierząt tych pobiera się krew i odpowiednio ją preparuje.
Szczepienia bierne są wskazane wtedy, gdy czas pomiędzy zakażeniem a prawdopodobnym ujawnieniem się choroby jest zbyt krótki, by ustrój zdążył uruchomić własne mechanizmy obronne w wyniku szczepienia aktywnego. - Szczepienia czynne dostarczają organizmowi antygenów, pobudzających tworzenie przeciwciał. Aby zachować wystarczającą ich liczbę, co pewien czas stosuje się tzw. szczepienia przypominające. Używane są szczepionki z zarazkami zabitymi, żywymi lub nieszkodliwymi oraz toksynami bakterii pozbawionymi jadu.
