Του Αλέξανδρου Κομπή,
Καθημερινά, όλοι εμείς οι άνθρωποι ερχόμαστε σε επαφή με το φυσικό περιβάλλον και συμβιώνουμε με μια πληθώρα μικροοργανισμών. Ορισμένοι από αυτούς, μπορούν να προκαλέσουν σοβαρές ασθένειες και να απειλήσουν την ζωή μας. Γιατί όμως δεν αρρωσταίνουμε τόσο συχνά, ενώ ερχόμαστε σε επαφή με αυτούς τους μικροοργανισμούς σε ημερήσια βάση; Η απάντηση στο συγκεκριμένο ερώτημα κρύβεται πίσω από μια πολύ σημαντική συνιστώσα του ανθρώπινου οργανισμού, η οποία είναι απαραίτητη για την επιβίωσή μας και μας διαφυλάσσει από κάθε είδους μολυσματικό παράγοντα, που θα μπορούσε να προκαλέσει ασθένεια. Η συνιστώσα αυτή δεν είναι άλλη από το ανοσοποιητικό σύστημα, το όποιο τα τελευταία δύο χρόνια έχει έρθει στο προσκήνιο λόγω της πανδημίας Covid-19 και έχει αναδειχθεί, περαιτέρω, η σπουδαιότητά του.
Το ανοσοποιητικό σύστημα είναι ένα από τα πολυπλοκότερα και πιο αξιοθαύμαστα συστήματα στον ανθρώπινο οργανισμό. Είναι υπεύθυνο για την άμυνα έναντι των παθογόνων μικροοργανισμών, που εισέρχονται συνεχώς στο εσωτερικό του σώματος μας και την καταστροφή των καρκινικών κυττάρων που προκύπτουν από τυχαίες μεταλλάξεις. Επιπλέον, έχει την ικανότητα να καταστρέφει τα άχρηστα προϊόντα του μεταβολισμού, καθώς και τα κύτταρα που έχουν υποστεί οποιαδήποτε βλάβη. Οι παραπάνω λειτουργίες βασίζονται στην ιδιαίτερη ικανότητα του ανοσοποιητικού συστήματος να αναγνωρίζει οτιδήποτε ξένο και δυσλειτουργικό, το οποίο θα μπορούσε να προκαλέσει πρόβλημα στον οργανισμό και να το καταστρέψει. Η ιδιότητα αυτή προϋποθέτει πολύπλοκη οργάνωση και άριστη ρύθμιση, ενώ ταυτόχρονα απαιτεί τη συνεργασία μεταξύ των παραγόντων που το απαρτίζουν.
Πιο συγκεκριμένα, το ανοσοβιολογικό σύστημα αποτελείται από ειδικά κύτταρα, που ονομάζονται λευκά αιμοσφαίρια και παράγονται στον μυελό των οστών και στον θύμο αδένα. Επιπροσθέτως, μια ποικιλία από πρωτεΐνες στελεχώνει την ανοσιακή αντίδραση και συμπληρώνει τη δράση των λευκών αιμοσφαιρίων. Λόγω της πολυπλοκότητάς του και της εξελικτικής του προέλευσης, το εν λόγω σύστημα διαχωρίζεται σε δύο λειτουργικές υπομονάδες. Η πρώτη υπομονάδα συνιστά το έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα και η δεύτερη το προσαρμοστικό ανοσοποιητικό σύστημα. Τα δύο επιμέρους συστήματα, παρότι έχουν διακριτούς ρόλους, λειτουργούν σαν ένα ενιαίο σύνολο που δρα από κοινού για την αντιμετώπιση των εισβολέων. Το έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα είναι η πρώτη γραμμή άμυνας του οργανισμού, μετά από τους φυσικούς ανατομικούς φραγμούς του δέρματος και των βλεννογόνων. Η δράση του χαρακτηρίζεται και ως μη ειδική ανόσια ή έμφυτη ανοσία. Τα κύρια χαρακτηριστικά της είναι η άμεση αναγνώριση του αντιγόνου, χωρίς να απαιτείται προηγούμενη έκθεση σε αυτό, και η ενεργοποίηση της φλεγμονής. Η έμφυτη ανοσία περιλαμβάνει την φαγοκυττάρωση και την ενεργοποίηση των εμπλεκόμενων πρωτεϊνών, ενώ ταυτόχρονα παράγει σήματα που ενεργοποιούν την δράση του προσαρμοστικού ανοσοποιητικού συστήματος. Τέλος, αξίζει να σημειωθεί ότι το έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα ήταν το πρώτο τμήμα του ανοσοποιητικού συστήματος, που διαμορφώθηκε κατά την διάρκεια της εξέλιξης και αποτέλεσε την βάση πάνω στην οποία έδρασε η εξελικτική διαδικασία για εκατομμύρια χρόνια.
Όπως προαναφέρθηκε, οι πρωταγωνιστές της ανοσοβιολογικής αντίδρασης είναι τα λευκά αιμοσφαίρια. Όσον αφορά την έμφυτη ανοσία, τα κύτταρα που μεσολαβούν για την αντιμετώπιση του αντιγόνου ονομάζονται φαγοκύτταρα και αποτελούν υποκατηγορία των λευκών αιμοσφαιρίων. Τα φαγοκύτταρα υποδιαιρούνται στην συνέχεια στους εξής κυτταρικούς πληθυσμούς: Ουδετερόφιλα, Ηωσινόφιλα, Μαστοκύτταρα, Δενδριτικά (Dendritic cells –DC), Μακροφάγα, Φυσικά Φονικά (NK). Όλα τα παραπάνω φέρουν στην επιφάνεια τους ειδικές πρωτεΐνες-υποδοχείς, οι οποίοι αναγνωρίζουν τα αντιγόνα και συνδέονται με αυτά. Η σύνδεση αντιγόνου-υποδοχέα πυροδοτεί ένα σύνολο από διεργασίες, οι οποίες έχουν ως στόχο την αναγνώριση του αντιγόνου και στην συνέχεια την αντιμετώπιση του. Τα κύτταρα αυτά έχουν την ικανότητα να εξουδετερώνουν το αντιγόνο με την διαδικασία της φαγοκυττάρωσης. Στο σημείο αυτό, να υπογραμμίσουμε ότι ως αντιγόνο μπορεί να λειτουργήσει είτε ένας μικροοργανισμός, είτε μια ξένη ουσία, είτε ένα μη φυσιολογικό κύτταρο του οργανισμού. Στην συνέχεια, τα φαγοκύτταρα εκλύουν υπολείμματα του αντιγόνου από την φαγοκυττάρωση, τα οποία προσελκύουν και άλλα φαγοκύτταρα, ενώ παράλληλα ενεργοποιούν το προσαρμοστικό ανοσοποιητικό σύστημα. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται αντιγονοπαρουσίαση και αποτελεί την γέφυρα, μεταξύ του έμφυτου και του προσαρμοστικού ανοσοποιητικού συστήματος. Επιπλέον, τα φαγοκύτταρα εκκρίνουν και ορισμένες ουσίες, οι οποίες είτε έχουν βακτηριοκτόνο δράση είτε ενισχύουν την ανοσοβιολογική αντίδραση. Από όλα τα παραπάνω είδη κυττάρων, αξίζει περισσότερο να σταθούμε στα φυσικά φονικά κύτταρα (NK cells), τα οποία έχουν την μοναδική ιδιότητα να επιτηρούν τα φυσιολογικά κύτταρα του οργανισμού και να αναγνωρίζουν αυτά που έχουν μολυνθεί από ιούς ή έχουν υποστεί κάποια βλάβη. Έπειτα, απελευθερώνουν ειδικά ένζυμα τα οποία τα καταστρέφουν. Όλα τα είδη των φαγοκυττάρων κυκλοφορούν στο αίμα και εγκαθίστανται στου ιστούς, με σκοπό την ανοσολογική επιτήρηση της συγκεκριμένης περιοχής.
Επιπροσθέτως, στην κυκλοφορία του αίματος συναντάμε και επικουρικές πρωτεΐνες, οι οποίες συμβάλλουν περαιτέρω στην αντιμετώπιση των αντιγόνων. Ειδικότερα, το συμπλήρωμα είναι μια ομάδα δέκα πρωτεϊνών με βακτηριοκτόνο δράση, που ενισχύει την δράση του προσαρμοστικού ανοσοποιητικού συστήματος. Οι κυτταροκίνες είναι μια μεγάλη οικογένεια πρωτεϊνών, που περιλαμβάνει τις ιντερφερόνες, τις ιντερλευκίνες καθώς και άλλες πρωτεΐνες, οι οποίες έχουν ρυθμιστικό ρόλο και συνεισφέρουν στην διαχείριση του κυτταρικού πολλαπλασιασμού. Οι ιντερφερόνες έχουν αντιική δράση και περιορίζουν την μόλυνση από τους ιούς, ενώ οι ιντερλευκίνες υποστηρίζουν την δράση των φαγοκυττάρων. Τέλος, οι ντεφενσίνες διαθέτουν μικροβιοκτόνο δράση, ενώ οι πρωτεΐνες οξείας νόσου (acute phase proteins), παίζουν σημαντικό ρόλο στην φλεγμονώδη αντίδραση. Όλες οι προαναφερθείσες πρωτεΐνες δρουν συνεργατικά τόσο μεταξύ τους όσο και με τα κύτταρα, τους τελεστές της ανοσίας.
Σύμφωνα με τα παραπάνω, γίνεται εύκολα αντιληπτό, ότι το έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα αποτελεί έναν από τους ακρογωνιαίους λίθους της ανοσοβιολογικής απόκρισης. Ωστόσο, παρότι προσφέρει μια αποτελεσματική και γρήγορη λύση απέναντι στις λοιμώξεις από τους παθογόνους μικροοργανισμούς, δεν επαρκεί πλήρως. Αυτό συμβαίνει, γιατί οι μικροοργανισμοί έχουν αναπτύξει μηχανισμούς, που τους επιτρέπουν να διαφεύγουν απ’ τους υποδοχείς των ανοσολογικών κυττάρων και τελικά να καταφέρνουν να προκαλούν ασθένειες. Στο σημείο αυτό, έρχεται το προσαρμοστικό ανοσοποιητικό σύστημα να αναλάβει την εξουδετέρωση των αντιγόνων, σε συνεργασία με το έμφυτο και να δώσει μια οριστική λύση στην αντιμετώπιση των παθογόνων μικροοργανισμών.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
- Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Gregory J. Gatto Jr, Lubert Stryer, Bιοχημεία, 8η έκδοση, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Κρήτη, 2015
- Lindsay B. Nicholson(2016), The immune system, Essays in Biochemistry,Vol.60(3), pp.275–301. Διαθέσιμο εδώ
- The innate and adaptive immune systems, Institute for Quality and Efficiency in Health Care (IQWiG), (2006), Cologne, Germany. Διαθέσιμο εδώ
- Mario Riera Romo, Dayana Pérez‐Martínez, Camila Castillo Ferrer, Innate immunity in vertebrates: an overview (2016) Immumology, Vol. 148(2), pp.125–139. Διαθέσιμο εδώ
