Memoria imunologică
Sistemul imunitar adaptiv are o componentă de memorie care produce un răspuns rapid și elevat în cazul reexpunerii la un agent patogen cunoscut. Răspunsul imun adaptiv la un agent patogen necunoscut (neîntâlnit anterior) este cunoscut sub numele de răspuns imun primar. La începutul răspunsului imun primar celulele plasmatice secretoare de anticorpi și celulele T diferențiate cresc substantial ca număr, după care numărul lor atinge un platou.
Pe măsură ce celulele B și T se maturizează în celule efectoare, un subgrup de populații naive se diferențiază în celule de memorie B și T cu aceeași specificitate de antigen (Figura 12.6). O celulă de memorie este o limfocită B sau T specifică unui antigen, care în timpul răspunsului imun primar nu se diferențiază într-o celulă efectoare, dar care poate deveni imediat celulă efectoare prin reexpunerea la același agent patogen. Pe măsură ce infecția este eliminată și stimulii patogeni scad, celulele efectoare nu mai sunt necesare și sunt supuse apoptozei. Prin contrast, celulele de memorie rămân în circulație.
Figura 12.6: După legarea inițială a unui antigen de receptorul celulelor B, o celulă B interiorizează antigenul și îl prezintă unei molecule MHC clasa II. O celulă T ajutătoare recunoaște complexul antigen-moleculă MHC clasa II și activează celula B. Ca rezultat, se produc celule B de memorie și celule plasmatice.
Dacă agentul patogen nu va mai fi întâlnit niciodată în timpul vieții individului, celulele de memorie B și T vor circula câțiva ani, sau chiar câteva decenii, și vor dispărea treptat, nefuncționând niciodată ca celule efectoare. Cu toate acestea, dacă gazda este reexpusă la acel tip de agent patogen, celulele de memorie care circulă se vor diferenția imediat în celule plasmatice și celule TC, fără a fi ajutate de celulele APC sau de celulele TH. Acesta este cunoscut sub numele de răspuns imun secundar. Un motiv pentru care răspunsul imun adaptiv este întârziat este acela că este nevoie de timp pentru ca celulele B și T naive, cu specificități de antigen adecvate, să fie identificate, activate și proliferate. La reinfecție, acest pas este omis iar rezultatul este o producție mai rapidă de celule de apărare imună.
Celulele B de memorie care se diferențiază în celule plasmatice produc cantități de anticorpi – de zeci, chiar sute, de ori mai mari decât au fost secretate în timpul răspunsului primar (Figura 12.7). Acest răspuns de anticorpi, rapid și dramatic, poate opri infecția chiar înainte ca aceasta să se stabilească și individul poate nici să nu-și dea seama că a fost expus.
Figura 12.7: În răspunsul primar la infecție, anticorpii sunt secretați mai întâi de celulele plasmatice. La reexpunerea la același agent patogen, celulele de memorie se diferențiază în celule plasmatice secretoare de anticorpi, care produc o cantitate de anticorpi mai mare și pentru o perioadă mai lungă de timp.
Vaccinarea se bazează pe cunoașterea faptului că expunerea la antigeni neinfecțioși, derivați din agenți patogeni cunoscuți, generează un răspuns imun primar ușor. Răspunsul imun la vaccinare poate să nu fie perceput de gazdă ca boală, deși îi conferă acesteia memorie imună. Când un individ este expus la un agent patogen cu care a fost, în prealabil, vaccinat, reacția este similară cu o expunere secundară. Deoarece fiecare reinfecție generează mai multe celule de memorie și o rezistență crescută la agentul patogen, unele cure de vaccinare au unul sau mai multe rapeluri pentru a imita expuneri repetate la acel agent.
Sistemul limfatic
Limfa este un lichid apos care scaldă țesuturile și organele, conține leucocite (celule albe din sânge) de protecție și nu conține eritrocite (celule roșii din sânge). Limfa circulă în corp prin sistemul limfatic, care este alcătuit din vase, conducte limfatice, glande limfatice și organe precum amigdalele, vegetațiile adenoide (polipii), timusul și splina.
Deși celulele sistemului imunitar circulă prin tot corpul, reglarea, maturizarea și intercomunicarea factorilor imuni se pot petrece numai în anumite locuri. Sângele transportă prin corp celule imune, proteine și alți factori. Aproximativ 0,1% din toate celulele sângelui sunt leucocite, care se diferențiază în monocite (precursoarele macrofagelor) și limfocite. Majoritatea celulelor din sânge sunt eritrocite. Prin procesul numit extravazare, care înseamnă trecerea prin țesutul înconjurător, celulele sistemului imunitar pot călători între două sisteme distincte separate printr-un spațiu interstițial: sistemul circulator limfatic și sistemul circulator sanguin.
Ne reamintim că celulele sistemului imunitar provin din celulele stem din măduva osoasă. Maturizarea celulelor B are loc în măduva osoasă, în timp ce celulele progenituri migrează din măduva osoasă către organul numit timus, unde se dezvoltă și maturizează în celule T naive.
După maturizare, limfocitele T și B circulă către diferite destinații. Ganglionii limfatici răspândiți prin tot corpul adăpostesc populații mari de celule T și B, celule dendritice și macrofage (Figura 12.8). Pe măsură ce se scurge din țesuturi, limfa colectează antigeni. Apoi, înainte ca limfa să fie readusă în circulație, acești antigeni sunt filtrați prin ganglionii limfatici. Celulele APC din ganglionii limfatici captează și procesează antigeni și informează limfocitele din apropiere despre potențialii agenți patogeni.
Figura 12.8: (a) Vasele limfatice transportă prin tot corpul un fluid limpede numit limfă. Lichidul trece prin (b) ganglionii limfatici, care filtrează limfa, care intră în ganglion prin vasele aferente și pleacă prin vasele eferente; ganglionii limfatici sunt umpluți cu limfocite, care au rolul de a epura celulele infectante (credit (a): modificare a unei lucrări produsă de NIH; credit (b): modificare a unei lucrări produsă de NCI, NIH).
Splina găzduiește celule B și T, celule macrofage, celule dendritice și celule ucigașe naturale (NK) (Figura 12.9). Splina este locul în care celulele APC care au captat particule străine din sânge pot comunica cu limfocitele. Anticorpii sunt sintetizați și secretați de celulele plasmatice activate din splină iar splina filtrează substanțele străine și complexele anticorpi-agenți patogeni din sânge. Funcțional, splina este pentru sânge ceea ce sunt ganglionii limfatici pentru limfă.
Figura 12.9: Rolul splinei este de a filtra imunologic sângele și de a permite comunicarea între celulele corespunzătoare răspunsurilor imune înnăscute și adaptive (credit: modificare a unei lucrări produsă de NCI, NIH).
Sistemul imunitar mucos
Răspunsurile imune înnăscut și adaptiv compun sistemul imunitar sistemic (care afectează întregul corp), care este distinct de sistemul imunitar mucos. Țesutul limfoid asociat cu mucoasa (MALT) este o componentă crucială a unui sistem imunitar funcțional deoarece suprafețele mucoasei, cum ar fi pasajele nazale, sunt primele țesuturi pe care se depun agenții patogeni, inhalați sau ingerați. Țesuturile mucoase sunt: gura, faringele și esofagul, și tractele gastro-intestinal, respirator și urogenital.
Imunitatea mucoasă este formată din MALT, care funcționează independent de sistemul imunitar sistemic și care are propriile componente înnăscute și adaptive. MALT este o colecție de țesut limfatic combinat cu țesut epitelial care acoperă mucoasa întregului corp. Acest țesut funcționează ca o barieră imună și furnizează un răspuns imun în zonele corpului aflate în contact direct cu mediul extern.
Sistemele imune sistemic și mucos utilizează în mare parte aceleași tipuri de celule. Particulele străine care se îndreaptă spre MALT sunt preluate de celulele epiteliale absorbante și livrate către celulele APC situate imediat sub țesutul mucoasei. Celulele APC ale sistemului imunitar mucos sunt, în primul rând, celule dendritice, altfel spus celulele B și celulele macrofage joacă roluri minore. Antigenii procesați prezentați pe celulele APC sunt detectați de celulele T din MALT și la nivelul amigdalelor, polipilor, apendicelui și al ganglionilor limfatici mezenterici ai intestinului. Apoi aceste celule T activate migrează din sistemul limfatic în sistemul circulator către locurile de infecție a mucoasei.
Toleranța imună
Sistemul imunitar trebuie reglementat pentru a preveni răspunsuri inutile costisitoare la substanțe inofensive și, mai important, pentru a nu se ataca pe „sine”. Capacitatea dobândită de a preveni un răspuns imun inutil sau distrugător la o substanță străină, cunoscută a nu provoca boli, sau la auto-antigeni este cunoscută sub numele de toleranță imună. Mecanismul principal de dezvoltare a toleranței imune la auto-antigeni se dezvoltă în timpul selecției celulelor cu capacitate redusă de legare, proces care se desfășoară pe durata maturizării limfocitelor T și B. Pentru a minimiza daunele induse celulelor gazdă de către inflamație și liză celulară (explozie), există două populații separate de celule T: una pentru a suprima răspunsul imun la auto-antigeni și alta pentru a suprima răspunsul imun după eliminarea unei infecții.
Din cauza numărului extraordinar de substanțe străine (precum proteinele alimentare) pe care le întâlnesc celulele APC ale cavității bucale, a faringelui și a mucoasei gastro-intestinale, toleranța imună este dezvoltată preponderent în mucoasa sistemului digestiv superior. Toleranța imună este determinată de celule APC specializate aflate în ficat, ganglioni limfatici, intestin subțire și plămâni, care prezintă antigeni inofensivi unei populații diverse de celule T reglatoare (Treg). Celulele Treg sunt limfocite specializate care suprimă inflamația locală și inhibă secreția factorilor imuni stimulatori. Rezultatul combinat al celulelor Treg este de a preveni activarea imunologică și inflamația în compartimente de țesut nedorite și de a permite sistemului imunitar să se concentreze asupra agenților patogeni.
Referințe:
- Fowler, Samantha, et al. Concepts of Biology. OpenStax College, Rice University, 2013. Download for free at: https://openstax.org/details/books/concepts-biology.