Του Αλέξανδρου Κομπή,
Η συνεχής διαβίωση του ανθρώπου με παθογόνους μικροοργανισμούς, οι οποίοι μπορούν να προκαλέσουν σοβαρές ασθένειες, ανέδειξε την αναγκαιότητα ενός αποτελεσματικού τρόπου προστασίας από τις επικείμενες λοιμώξεις, που θα μπορούσαν να απειλήσουν την ζωή του. Η προστασία αυτή παρέχεται, εν μέρει, από το έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα, το οποίο αποτελεί την πρώτη γραμμή άμυνας. Παρόλα αυτά, η δράση του κρίνεται ανεπαρκής, καθώς ορισμένοι μικροοργανισμοί έχουν αναπτύξει τη δυνατότητα να μεταλλάσσονται και να διαφεύγουν από τους μηχανισμούς αναγνώρισης και εξουδετέρωσής του. Γι’ αυτόν τον λόγο, ο οργανισμός μας, υπό το φως της εξέλιξης, κατάφερε να αναπτύξει νέες στρατηγικές, όσον αφορά την αντιμετώπιση των παθογόνων μικροοργανισμών και να πάρει προβάδισμα στη διαρκή μάχη έναντι των μικροοργανισμών.
Το προσαρμοστικό ανοσοποιητικό σύστημα αποτελεί την δεύτερη συνιστώσα του ανοσοποιητικού συστήματος και περιλαμβάνει ένα σύνολο από μηχανισμούς, οι οποίοι δρουν επιλεκτικά απέναντι σε κάθε μικροοργανισμό με σκοπό την αδρανοποίηση και την εξουδετέρωσή του. Η δράση του χαρακτηρίζεται από μεγάλη εξειδίκευση και αποτελεσματικότητα, ενώ παράλληλα δημιουργεί και την ανοσολογική μνήμη. Ως ανοσολογική μνήμη περιγράφεται η ικανότητα του ανοσοποιητικού συστήματος να θυμάται με ποιους παθογόνους μικροοργανισμούς έχει έρθει σε επαφή στο παρελθόν, έτσι ώστε, όταν ξαναέλθει σε επαφή μαζί τους στο μέλλον, να μπορέσει να τους αντιμετωπίσει ταχύτερα. Το μόνο μειονέκτημα που παρουσιάζει η προσαρμοστική ανοσία, κατά την πρώτη επαφή με τον παθογόνο μικροοργανισμό, είναι το μεγάλο χρονικό διάστημα απόκρισης. Δηλαδή, η προσαρμοστική ανοσία είναι μια εξαιρετικά αποτελεσματική, αλλά ταυτόχρονα αργή διαδικασία, η οποία απαιτεί χρόνο. Οι κύριοι τελεστές της εν λόγω ανοσοβιολογικής απόκρισης είναι τα Β-λεμφοκύτταρα και τα Τ-λεμφοκύτταρα. Τα συγκεκριμένα λεμφοκύτταρα ανήκουν στη μεγάλη οικογένεια των λευκών αιμοσφαιρίων και έχουν διακριτούς ρόλους. Η δράση των Β-λεμφοκυττάρων αναφέρεται ως χημική ανοσία, ενώ η δράση των Τ-λεμφοκυττάρων αναφέρεται ως κυτταρική ανοσία.
Η χημική ανοσία, όπως προαναφέρθηκε, επιτελείται κυρίως από τα Β-λεμφοκύτταρα μέσω της παραγωγής των γνωστών σε όλους μας αντισωμάτων. Τα αντισώματα είναι εξειδικευμένες πρωτεΐνες, οι οποίες μορφολογικά μοιάζουν με το γράμμα Υ και έχουν την ικανότητα να αναγνωρίζουν τους παθογόνους μικροοργανισμούς, να συνδέονται μαζί τους και να τους αδρανοποιούν. Κάθε αντίσωμα διαθέτει μια σταθερή και μια μεταβλητή περιοχή. Η σύνδεση αντισώματος-μικροοργανισμού πραγματοποιείται στην μεταβλητή περιοχή. Αρχικά, τα Β-λεμφοκύτταρα αναγνωρίζουν τον παθογόνο μικροοργανισμό, μέσω αντιγονικών υποδοχέων που φέρουν στην επιφάνεια τους. Οι συγκεκριμένοι υποδοχείς είναι ειδικοί για κάθε Β-λεμφοκύτταρο και ονομάζονται BCR (B Cell Receptors). Η σύνδεση αντιγόνου-υποδοχέα έχει ως αποτέλεσμα την ενεργοποίηση και τον πολλαπλασιασμό των Β-λεμφοκυττάρων, που φέρουν τον συγκεκριμένο αντιγονικό υποδοχέα. Επιπροσθέτως, η ενεργοποίηση των Β-λεμφοκυττάρων ενισχύεται με την βοήθεια μια ειδικής κατηγορίας Τ-λεμφοκυττάρων που ονομάζονται CD4+ Τ-λεμφοκύτταρα. Στην συνέχεια τα Β-λεμφοκύτταρα, τα οποία πλέον ονομάζονται πλασματοκύτταρα, παράγουν και εκκρίνουν μεγάλες ποσότητες αντισωμάτων. Τα αντισώματα που εκκρίνονται, έχουν την ίδια ειδικότητα με τον αντιγονικό υποδοχέα που έφερε το μητρικό Β-λεμφοκύτταρο και διαθέτουν την ικανότητα να προσδένονται πάνω στο αντιγόνο, που προκάλεσε την παραγωγή τους και να το επισημαίνουν για εξουδετέρωση από τα φαγοκύτταρα. Η σύνδεση αντιγόνου-αντισώματος πραγματοποιείται σε μια ειδική περιοχή του αντισώματος που ονομάζεται CDR και εμφανίζει μεγάλη εξειδίκευση, η οποία μπορεί κάλλιστα να παρομοιαστεί με την σύνδεση κλειδιού-κλειδαριάς. Το σώμα μας, εξαιτίας της μεγάλης ποικιλίας μικροοργανισμών που συναντά, έχει την ικανότητα να παραγάγει μια ευρεία ποικιλία αντισωμάτων, ειδικών για κάθε αντιγόνο. Μάλιστα, υπολογίζεται ότι μπορούν να παραχθούν πάνω από 10⁸ διαφορετικά αντισώματα, τα οποία προκύπτουν μέσω γονιδιακού ανασυνδυασμού. Τα αντισώματα, τα οποία καλούνται και ανοσοσφαιρίνες, κατατάσσονται σε πέντε τάξεις-ισοτύπους, σύμφωνα με την δομή της σταθερής περιοχής τους. Έτσι διακρίνουμε τα ΙgG, IgM, IgA, IgD και IgE. Τέλος, να αναφέρουμε ότι κατά την χημική ανοσία, παράλληλα με τον πολλαπλασιασμό των πλασματοκυττάρων, παράγονται και Β-λεμφοκύτταρα μνήμης, τα οποία μένουν σε λανθάνουσα κατάσταση και ενεργοποιούνται μόνο όταν ο οργανισμός έλθει ξανά σε επαφή με το ίδιο αντιγόνο στο μέλλον. Η διαδικασία αυτή αναφέρεται ως ανοσολογική μνήμη.
Από την άλλη πλευρά, η κυτταρική ανοσία επιτελείται κυρίως από τα Τ-λεμφοκύτταρα μέσω της ενδογενούς κυτταροτοξικότητας που διαθέτουν. Η κυτταρική ανοσία καταστρέφει ενδοκυτταρικά αντιγόνα καθώς και κύτταρα τα οποία δυσλειτουργούν ή έχουν προσβληθεί από ιούς. Τα Τ-λεμφοκύτταρα φέρουν στην επιφάνεια τους ειδικούς αντιγονικούς υποδοχείς, οι οποίοι ονομάζονται TCR (T Cell Receptors). Οι TCR υποδοχείς, σε αντίθεση με τους BCR, δεν αναγνωρίζουν μεμονωμένα ένα αντιγόνο, καθώς αυτό θα πρέπει να είναι συνδεδεμένο με μια άλλη κατηγορία κυτταρικών υποδοχέων, τους MHC I και MHC II. Δηλαδή οι TCR υποδοχείς αναγνωρίζουν μόνο το σύμπλοκο MHC-αντιγόνου. Να σημειωθεί, ότι οι MHC I υποδοχείς βρίσκονται σε όλα τα σωματικά κύτταρα, ενώ οι υποδοχείς MHC II απαντώνται μόνο στα φαγοκύτταρα. Όταν ένας μικροοργανισμός εισέλθει σε ένα οποιοδήποτε σωματικό κύτταρο ή ένα φαγοκύτταρο τότε τμήματα του αντιγόνου εκτίθενται στην επιφάνεια του και ενώνονται με τον υποδοχέα MHC. Εάν το αντιγόνο εισέλθει σε σωματικό κύτταρο και στην συνέχεια τα τμήματα του ενωθούν με τον υποδοχέα MHC I, τότε το σύμπλεγμα αυτό αναγνωρίζεται από μια ειδική κατηγορία Τ-λεμφοκυττάρων που ονομάζονται CD8+ Τ-λεμφοκύτταρα. Η σύνδεση υποδοχέα TCR και συμπλέγματος MHC I- αντιγόνου υποδηλώνει την παρουσία μολυσμένου κυττάρου και έτσι ενεργοποιεί την διαδικασία ολοκληρωτικής καταστροφής του, προκειμένου να μην μολυνθούν τα γειτονικά υγιή κύτταρα και εξαπλωθεί η λοίμωξη. Αντίθετα, εάν το αντιγόνο εισέλθει σε φαγοκύτταρο μέσω φαγοκυττάρωσης και έπειτα τα τμήματα του εκτεθούν μαζί με τον υποδοχέα MHC-II, τότε το ανωτέρω σύμπλεγμα θα αναγνωριστεί από τα CD4+ Τ-λεμφοκύτταρα και θα δοθεί το σήμα για ενίσχυση της ανοσοαπόκρισης σε συνεργασία με την χημική ανοσία. Όλες οι κατηγορίες Τ-λεμφοκυττάρων, που απαρτίζουν το ανοσοποιητικό σύστημα, παράγονται στον μυελό των οστών και ωριμάζουν στον θύμο αδένα. Στον θύμο αδένα πραγματοποιείται αυστηρός έλεγχος της δραστικότητας τους και ύστερα απελευθερώνονται στην κυκλοφορία του αίματος. Επιπροσθέτως, αξίζει να σημειωθεί ότι η κυτταρική ανοσία πέρα από την αντιμετώπιση των μικροοργανισμών, έχει σπουδαίο ρόλο και στην καταστροφή των καρκινικών κυττάρων αλλά και στις μεταμοσχεύσεις.
Στο σημείο αυτό, γίνεται εύκολα αντιληπτό ότι η ύπαρξη ενός διπλού συστήματος άμυνας προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα και εν τέλει, αποτελεί σημαντική προϋπόθεση για την επιβίωση και την ανάπτυξη. Από το αρχέγονο έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα μέχρι το ιδιαίτερα πολύπλοκο προσαρμοστικό σύστημα, ο βασικός στόχος της ανοσίας είναι η διατήρηση της ομοιόστασης. Οτιδήποτε θα μπορούσε να διαταράξει την ομοιόσταση του οργανισμού μας, όπως ένας παθογόνος μικροοργανισμός, αυτόματα θα μπορούσε δυνητικά να απειλήσει και την ίδια την ζωή. Η σπουδαιότητα του ανοσοποιητικού συστήματος αποδεικνύεται περαιτέρω, αν εξετάσουμε την λειτουργία του υπό ένα διαφορετικό πρίσμα. Υπάρχει μια κατηγορία ασθενειών που ονομάζονται ανοσοανεπάρκειες, στις οποίες το ανοσοποιητικό σύστημα δυσλειτουργεί. Οι άνθρωποι που πάσχουν από κάθε είδους ανοσοανεπάρκεια, λόγω της απουσίας ενός πλήρως λειτουργικού ανοσοποιητικού συστήματος, βιώνουν μια καθημερινότητα με δυσχέρειες καθώς είναι ιδιαίτερα ευάλωτοι σε μολύνσεις και λοιμώδεις ασθένειες. Στον αντίποδα, ιδιαίτερη εντύπωση προκαλεί και η «σκοτεινή» πλευρά του ανοσοποιητικού συστήματος, τα αυτοάνοσα νοσήματα, στα οποία το ίδιο το ανοσοποιητικό στρέφεται εναντίον του ίδιου του οργανισμού και προκαλεί βλάβες σε κύτταρα και ιστούς.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
- Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Gregory J. Gatto Jr, Lubert Stryer, Bιοχημεία, 8η έκδοση, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Κρήτη, 2015
- John W. Baynes, Marek H. Dominiczak, Ιατρική Βιοχημεία, 5η έκδοση, Επιστημονικές Εκδόσεις Παρισιάνου, Αθήνα, 2019
- Lindsay B. Nicholson, (2016), The immune system, Essays in Biochemistry, Vol. 60 (3), pp. 275–301. Διαθέσιμο εδώ
