Az immunrendszer legfontosabb feladata, hogy megvédje szervezetünket és megőrizze integritását. A védekezés bonyolult folyamatok sorát indítja el, amelyekben számos sejtféleség együttműködése és különböző molekulák kölcsönhatása alakítja ki a megfelelő immunválaszt.
Testünk szinte valamennyi pontját érheti „támadás”: sok vírus a légzőrendszer útján, cseppfertőzéssel terjed, bizonyos betegségeket okozó baktériumok a táplálékkal juthatnak szervezetünkbe. Más kórokozók a sérülések helyein – például bőrön át behatolva – fejtik ki káros hatásukat. Azért, hogy az immunrendszer kellő hatékonysággal és gyorsasággal vegye fel a küzdelmet az idegen behatolókkal, az egész testet behálózó szervezetet, „hadsereget” kell fenntartania, amelynek „katonái” testünknek szinte bármely pontján harcra készen állnak. Különböző feladatokra szakosodott, más és más „fegyverrel” felszerelt egységek veszik fel a küzdelmet a kórokozók számtalan fajtája, így a vírusok, a baktériumok, a gombák és más paraziták ellen. Erre azért van szükség, mert a kórokozóknak is eltérő, nagyon változatos eszközeik és kifinomult, ravasz módszereik vannak a gazdaszervezet által kínált erőforrás kihasználására, azaz az élősködésre. Nagyon fontos tehát, hogy megfelelő gyorsasággal és a megfelelő helyen alakuljon ki a válaszreakció.
Az élővilág evolúciója során számos olyan mechanizmus alakult ki, amely gondoskodik az idegen behatolók gyors elpusztításáról vagy legalább hatástalanításáról. Ezzel megakadályozza, hogy a megtámadott szervezetben a kórokozó nagymértékben elszaporodjon. A mikrobák szaporodási üteme elképesztően gyors, számos baktérium tömege húszpercenként megkétszereződhet.
A kórokozó mikrobák (patogének) azonnali elpusztításában döntő szerepe van a természetes vagy veleszületett immunrendszernek, amely a szervezetbe jutó kórokozót rögtön felismeri és elpusztítja. Ennek köszönhető, hogy sokszor észre sem vesszük a mikrobák támadását. A szervezet minden pontján állandóan készenlétben álló természetes immunrendszert különböző falósejtek – makrofágok, granulociták –, a nyúlványokat viselő dendritikus sejtek, az úgynevezett természetes ölősejtek (NK – natural killer), valamint a különböző testnedvekben jelen lévő komplementrendszer alkotja. A testszerte mindenhol előforduló falósejtek bekebelzik és lebontják az idegen anyagot, míg a természetes ölősejtek jelfogóik (receptoraik) segítségével a testnek szinte bármely pontján képesek felismerni és elpusztítani a gazdaszervezet vírussal fertőzött vagy tumorossá fajult sejtjeit. Az enzimaktivitást mutató fehérjékből álló komplementkaszkádot szintén azonnal aktiválja a legtöbb gazdaszervezet számára idegen anyag. E folyamat eredményeként apró lyukak keletkeznek a megtámadott vírusok, illetve baktériumok felszínén, és a kórokozó valósággal feloldódik. Az evolúció során tehát a természetes immunitás jelent meg először, de nagyon fontos szerepet játszik a magasabb rendű szervezetekben is.
Mi történik, ha valaki ránk tüsszent a villamoson, és influenzavírusok jutnak a tüdőnkbe? Tapasztalatból tudjuk, hogy nem minden esetben betegszünk meg egy ilyen találkozás után. Ez annak köszönhető, hogy az előbb bemutatott, állandóan készenlétben álló sejtek és molekulák megakadályozzák a kórokozó tömeges elszaporodását, ezáltal lehetetlenné teszik a fertőzést. Bizonyos esetekben viszont szaporodásnak indulnak a levegőből a szervezetünkbe jutó kórokozók: másnapra-harmadnapra belázasodunk, és kialakulnak az influenzavírus által okozott tünetek. Ennek leggyakoribb oka, hogy olyan nagy mennyiségű vírus jut a szervezetünkbe, amelynek leküzdésére a természetes immunrendszer elemei már nem képesek. Ekkor aktiválódik a jóval bonyolultabb, de nagyon hatékony rendszer, az úgynevezett adaptív vagy szerzett immunrendszer.
A korábban észrevétlenül tevékenykedő immunrendszer működése ilyenkor számunkra is érzékelhetővé válik: fájdalmas nyirokcsomó-duzzanat, levertség, láz figyelmeztet a létezésére. Az adaptív rendszer az evolúció során a természetes immunrendszerre épülve alakult ki. A korábban említett részegységek közül a dendritikus sejtek és a makrofágok fontos szerepe az, hogy a kórokozó jellemző fehérjeszakaszait mintegy bemutatják (prezentálják) az adaptív immunrendszernek. Az adaptív immunrendszer kulcsszereplői a nyiroksejtek, amelyeknek két fő típusa ismert: a T- és a B-limfociták. Ezek a nyiroksejtek akár egymilliárd (!) különféle célpont felismerésére alkalmas jelfogó (receptor) elkészítésére képesek. A limfocitáknak ez a hihetetlen változatosságú „fegyverkészlete” (repertoárja) nem csupán a környezetünkben hasonlóan nagyszámban előforduló kórokozó felismerését teszi lehetővé, hanem még olyan szerkezetek felismerésére is képes, amelyek természetes környezetünkben elő sem fordulnak. Ilyenek például a mesterséges úton előállított (szintetikus) anyagok.
Sokáig a kutatók sem tudták megmagyarázni, hogyan alakulhat ki az immunrendszernek ez a mindent felismerő képessége. Dr. Erdei Anna szerint nem véletlen tehát, hogy a XX. század közepétől az immunológiai kutatásokat elismerő Nobel-díjak többségét e sokféleség eredetének feltárásáért és az immunológiai felismerés molekuláris mechanizmusának felderítéséért ítélték oda a legkiválóbb tudósoknak.
Az evolúció során a halak kifejlődésével egy időben jelentek meg a limfociták. A felszínükön olyan, több fehérjeláncból álló jelfogó molekulák (receptorok) vannak, amelyek képesek felismerni az idegen struktúrákat, vagyis az antigéneket. Mivel csak a gerinces fajokban alakult ki a nagyszámú idegen anyag felismerését lehetővé tevő limfocitarepertoár, adaptív immunrendszerről is csak ettől kezdve beszélhetünk. A milliárdos nagyságrendben keletkező limfocitaklónokon megjelenő receptorok más és más struktúrák felismerésére képesek, vagyis különböző a fajlagosságuk. A sokféleség kialakulásának alapjaira, azokra az elegáns genetikai mechanizmusokra, amelyek ezt létrehozzák, a XX. század utolsó negyedében derült fény. Az antigén megkötéséért felelős variábilis részeket számos génszegmentum határozza meg, amelyek a limfociták egyedfejlődése, érése során véletlenszerűen átrendeződnek, rekombinálódnak. (Mivel az embernek „mindössze” harminc–negyvenezer génje van, könnyű belátni, hogy a limfociták milliárdnyi, különböző aminosav-sorrendű receptorfehérjéjének felépítéséhez szükséges információkat nem hordozhatják a génjeink, hiszen ehhez sokkal nagyobb génkészletre lenne szükség.) A limfociták antigénkötő receptorának variabilitása elsősorban a szomatikus génátrendeződési folyamatoknak köszönhető. A folyamat kizárólag a limfocitákban, azok fejlődésének egy bizonyos szakaszában megy végbe: a B-sejtek esetében a csontvelőben, a T-sejtek esetében a csecsemőmirigyben.
Bár antigénekben gazdag környezetben élünk, nyilvánvaló, hogy a hatalmas limfocitakészlet sejtjeinek többsége „használatlan” marad, vagyis a sejtek többsége nem találkozik a neki megfelelő antigénnel. Ezek a sejtek egy-két hétig keringenek a szervezetben, azután elpusztulnak. Az immunrendszer feladata, hogy védje szervezetünket, ezért a limfocitarepertoár mérete nem változhat, tehát a hatalmas készlet nap mint nap megújul.
Ha kórokozó kerül a szervezetbe, akkor a felismerésére képes receptort hordozó limfocitaklónok (csupán néhány a milliárdból) felismerik az idegen anyagot és aktiválódnak. Ez indítja el a pozitív klónszelekció folyamatát. Ennek eredményeként ellenanyagot (immunglobulint, rövidítve: ig-t) termelő sejtek, citotoxikus aktivitású vagy más, az immunválasz során fontos molekulákat (úgynevezett limfokineket) termelő limfociták alakulnak ki, és mind hozzájárulnak a kórokozó eltávolításához.
Az adaptív immunválasz egyik fontos jellemzője a nagyfokú fajlagosság (ezt az óriási receptorkészlet biztosítja), a másik pedig az, hogy a szelekció során kiválasztott klónokból hosszú életű memóriasejtek is kialakulnak. Ez a mechanizmus teszi lehetővé, hogy a kórokozó következő támadásakor a célzott immunválasz igen rövid idő alatt kialakuljon. Így lehetséges például, hogy a gyermekkori védőoltások némelyike egész életre szóló védelmet ad.
A limfociták nem aktiválódhatnának a szervezetbe jutó idegen anyagot azonnal felvevő és feldolgozó makrofágok és dendritikus sejtek – a természetes immunitás részegységei – segítsége nélkül. E sejtek mintegy bemutatják a kórokozók bizonyos részeit a limfocitáknak, vagyis az idegenről szóló információt közvetítik az adaptív immunrendszernek. A különböző sejtek az úgynevezett másodlagos nyirokszervekben – például a nyirokcsomókban, a mandulákban – kerülnek kölcsönhatásba egymással; ennek a folyamatnak az eredménye, hogy nagy mennyiségben termelődnek azok a fajlagos ellenanyag-molekulák, amelyek a szervezetet megtámadó kórokozókhoz kötődnek. A kötődéssel megjelölt vírust vagy baktériumot a természetes immunrendszer elemei: a komplementkaszkád és a falósejtek pusztítják el.
A bonyolult immunrendszer meghibásodása, kisiklása kóros folyamatok kialakulásához vezethet. Például megszűnik az immunrendszer saját sejtjeinkkel szembeni toleranciája, ezért szervezetünk anyagait idegennek tekinti és megtámadja. Ez vezet az autoimmun-betegségek kialakulásához, amelyek a lakosság hat-hét százalékát érintik. Az egyik ilyen kórkép a sclerosis multiplex néven ismert sokmagvú meszesedés, amely azért jön létre, mert az idegrostokat védő mielinhüvelyt károsítják a szervezet saját anyagait megtámadó T-limfociták, makrofágok, ellenanyag-molekulák, illetve a komplementrendszer. Az úgynevezett sympathiás ophthalmia esetében az egyik szemet ért sérülés következtében a keringésbe jutott szemlencsefehérje válik autoantigénné. Ezek a molekulák az egészséges szervezetben el vannak zárva a keringési rendszertől, ezért nem találkoznak az immunrendszerrel, így velük szemben tolerancia sem alakulhat ki. (Ezek az immunreakciók többnyire ugyanúgy mennek végbe, mint azok, amelyek a szervezetre káros anyag – például kórokozó mikroba – ellen irányulnak.)
Az immunrendszer fokozott működése okozza az allergiás reakciók kialakulását. E túlérzékenységi reakció sajnos minden ötödik embert érint. A allergia kialakulásában az egyén genetikai adottságai mellett a környezeti tényezők (az olyan allergének, mint a pollen, házipor, állatszőr stb. jelenléte) és az immunrendszer szabályozó működésének zavarai is szerepet játszanak. Az allergiás reakció kulcsszereplői a vérben keringő bazofil leukociták és az elszórtan a test minden részében jelen lévő hízósejtek, valamint az allergén anyagok hatására termelődő immunglobulinok (IgE típusú ellenanyag-molekulák). Az allergén hatására az IgE közvetítésével aktiválódnak a sejtek, ennek következtében allergiás mediátorok szabadulnak ki. Ezek az anyagok – köztük például a jól ismert hisztamin – okozzák az allergiás reakció kellemetlen tüneteit: a viszketést, a tüsszögést, az ödémás duzzanatot, a mirigyek fokozott kiválasztását stb.
Az allergiás reakciók kialakulását elvileg többféle módon is mérsékelhetjük:
– elkerülhetjük az allergént (ez a leghatékonyabb);
– gátolhatjuk az allergénre specifikus IgE-termelését;
– gátolhatjuk a sejtek aktiválását;
– enyhíthetjük a már felszabadult mediátoranyagok hatását (eső után köpönyeg).
Világszerte számos intézetben foglalkoznak allergia elleni szerek fejlesztésével. Mint az előadótól megtudtuk, az ELTE Immunológiai Intézetében a hízósejtek aktiválódását olyan peptidekkel igyekeznek megakadályozni, amelyek az IgE-t megkötő receptorkomplex egyik láncához kötődve gátolják a sejtek aktiválódását és a granulumok kiürülését.
A fenti szöveg az április 28-án elhangzott előadás szerkesztett változata.
Az előadás megtekinthető május 3-án (szombaton) a Duna Televízióban 13.10-től, május 4-én (vasárnap) 13.40-től az MTV-n, valamint 22.15-től az M 2-n.
A Mindentudás Egyetemének következő előadása május 5-én 19.30-kor kezdődik a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem informatikai épületének B28-as előadójában (Budapest XI., Magyar tudósok körútja 2/B).
Az előadások teljes szövegét a hozzászólásokkal és a vitával együtt a
www.mindentudas.hu weblapon találják meg az érdeklődők.
Szóljon hozzá!
Jelenleg csak a hozzászólások egy kis részét látja. Hozzászóláshoz és a további kommentek megtekintéséhez lépjen be, vagy regisztráljon!