Η Βιοχημεία του Ανοσοποιητικού Συστήματος . Μέρος πρώτο Κύτταρα , Χημικές ουσίες και διαδικασίες στην μάχη κατά των παθογόνων οργανισμών

2016-11-04 22:27

της Δήμητρας Σπανού Χημικού

το αφιερώνω σε όσους που επιθυμούν να έχουν τον έλεγχο της υγείας τους

 

Σκηνές από την ταινία "300"

Η κατάσταση μέσα στον οργανισμό μοιάζει με μάχη με τις τεχνικές της ,τις άμυνες και τις επιθέσεις, την πρώτη δευτερη τρίτη γραμμή και τις εφεδρείες.

 

υπό ανακατασκευή

Η ΚΥΤΤΑΡΙΚΉ ΜΕΜΒΡΆΝΗ 

και οι περιοχές που εμφανίζονται σαν αντιγόνα

 

Αποτέλεσμα εικόνας για cell membraneΟι κυτταρικές μεμβράνες των οργανισμών, αποτελούνται από λιπίδια (στον άνθρωπο φωσφολιπίδια, γλυκολιπίδια και χοληστερόλη) και πρωτείνες. Οι πρωτείνες είναι δομικές και λειτουργικές. Στις τελευταίες εντάσσονται και οι γλυκοπρωτείνες που μπορούν να ανιχνευτούν στην εξωτερική επιφάνεια των κυττάτων και παρουσιάζουν προεξοχές από κλάδους ολιγοσακχαριτών  (sugar side chain) που αποτελούν τον γλυκοκάλυκα.

  Τόσο στις μεμβράνες των κυττάρων του ξενιστή όσο και των παθογόνων μικροοργανισμών οι γλυκοκάλυκες αποτελούν  υποδοχείς που ενισχύουν την επικοινωνία και την εισρροή -εκρροή ουσιών από το κάθε κύτταρο.

Στην άμυνα   του οργανισμού κατά  των παθογόνων μικροοργανισμών.

οι μεμβράνες των μικροοργανισμών, εμφανίζουν προεξοχές προεξοχές αποτελούμενες συνήθως από μια βάση γλυκοπρωτείνες που επικάθονται της μεμβράνης και  προεξοχές από πολυσακχαρίτες .  

Όταν  μικροοργανισμοί ή άλλα κυττάρα που έχουν εισέλθει σε ξενιστή ή έχουν μεταλλαχθεί από τα φυσιολογικά, οι καταλήξεις αυτές των ολιγοσακχαριτών   λειτουργούν  σαν αντιγόνα. 

Αυτό σημαίνει ότι προκαλούν  ανοσολογική απόκριση, δηλαδή, την παραγωγή αντισωμάτων στον οργανισμό.

 

Η δράση των αντισωμάτων

Τα αντισώματα παράγονται από ειδικά κύτταρα του ανοσοποιητικού όταν αυτά  διεγείρονται από τα αντιγόνα ξένων κυττάρων κ.λ.π

Τα αντισώματαα ελευθερώνονται από τα κύτταρα αυτά,  για να βρουν το ξένο κύτταρο. Εκεί  θα εντοπίσουν  περιοχές "ξένες" που βρίσκονται πάνω στα αντιγόνα και θα προσδεθούν σε ειδικά σημεία. 

 

Από τις συγκεκριμένες αυτές  περιοχές,  ο μικροοργανισμός μπορεί να αναγνωριστεί και να ταυτοποιηθεί από το ανοσοποιητικό σύστημα του ξενιστή.

Τα αντιγόνα είναι πολυδύναμα και έχουν 5-10 καθοριστικές ομάδες ίσως και πολύ περισσότερες από τις οποίες κάποιες είναι καλυμένες και παράγονται μόνο κατά την ενζυμική του διάσπαση. 

Καθοριστική ομάδα είναι συνήθως ένα από τα  αμινοξέα ή σακχαρα του αντιγόνου, συχνά το τελευταίο. Δεν είναι ομοιόμορφες και διακρίνονται σε διάφορους τύπους.  Τα αντιγόνα  δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένες και μπορούν να μετακινούνται πάνω στην επιφάνεια της μεμβράνης.  

Αποτέλεσμα εικόνας για antigensΤα αντίσωμα που καταυθάνει   και το αντιγόνο που προκάλεσε την παραγωγή του, θα ενωθούν σε μια πολύ περιορισμένη περιοχή του αντιγόνου που λέγεται αντιγονική καθοριστική ομάδα.  ΟΙ υπόλοιπες  απλώς θα επιρρεάσουν την σύνδεση.

Ιδιέταιρη σημασία για την ένωση έχουν το PH το σχήμα η χημική σύσταση , η στερεοσκοπική δομή. 

 

Αντιγονικό ρόλο μπορούν επίσης να παίξουν και τοξίνες που πιθανόν παράγει ο ξενιστής και να προδώσουν έτσι την ταυτότητα του εισβολέα.

 

Τα αντιγόνα διακρίνονται σε ανοσογόνα και απτίνες

 

 α. Ανοσογόνο  ονομάζεται  κάθε ξένο μόριο ή περιοχή του ξένου κυττάρου,που αφού γίνει αντιληπτό από τον οργανισμό είναι ικανό να προκαλέσει   Ανοσολογική απόκριση που είναι συνήθως η δημιουργία αντισώματος 

Εκτός από τους  πολυσακχαρίτες, οι πρωτεΐνες, και τα νουκλεϊνικά οξέα ,είναι συνήθως αποτελεσματικά αντιγόνα.

Εάν ο  οργανισμός- ξενιστής με τους μηχανισμούς που διαθέτει  δεν αναγνωρίζει τα χημικά μόρια ή την θέση που είναι τοποθετημένα στο κύτταρα εισβολέα το καταγράφει  σαν ξένο σώμα και ξεκινά την ανοσιολογική απόκριση.

 

β. Απτίνες (εξωγενή αντιγόνα)

Την αντιγονική ικανότητα περιοχών του κυττάρου του ξένου κυττάρου ώστε να προκληθεί ανοσιολογική απόκριση μπορούν να ενισχύσουν ουσίες  που είναι απλές χημικές ενώσεις, με μικρό μοριακό βάρος, όπως διάφορα μέταλλα (Ni, Hg, Cr) το τρυγικό το πικρικό και το αρσενικικό οξύ, χρωστικές της ανιλίνης, παράγωγα της Π αμινιφαινίλης,διαλύτες (φορμαλίνη, βενζόλιο), φυτικά προιίντα (βατόμουρα, καρύδια), φάρμακα (ασπιρίνη, σουλφαναμίδες, κινίνη), αλλά και μεγαλομοριακές ουσίες όπως πυρηνικά οξές, λιπίδια

Είναι γνωστές και σαν ατελή αντιγόνα.

Μόνες τους δεν έχουν αντιγονική ικανότητα

Όμως,εάν συνδεθούν με μεγαλύτερα μόρια φορείς (π.χ.  πρωτείνες και συχνά πρωτείνες του ορού) τις μετατρέπει αντιγόνα στα οποία, λειτουργούν σαν καθοριστικές ομάδες που ενσωματώνονται τεχνιτά και   μπορούν να προκαλέσουν ανοσιολογική απόκριση

 

Μικροβιακές τοξίνες . 

Ουσίες των μικροβίων (βακτήρια) που υπάρχουν στην εξωτερική στοιβάδα τους (ενδοτοξίνες ή δημιουργούνται κατά την μόλυνση (εξωτοξίνες)

Οι τοξίνες πολλών ομικροοργανισμών είναι επικίνδυνες για τον ξενιστή (οργανισμό). Αποτελούν αποτελεσματικά αντιγόνα. (διεγείρουν την άμυνα- ανοσιολογική απόκριση). Είναι συνήθως πρωτεινικής φύσης και ορισμένες είναι ένζυμα

 

 
και η άμυνα του οργανισμού

Τα κύτταρα του ανοσοποιητικού 

 

Προέρχονται από τα μικρά λεμφοκύτταρα που κι αυτά κατάγονται από αρχέγονα κύτταρα του μυελού των οστών. Με πυκνοχρωματικό πυρήνα , ελάχιστα μιτοχόνδρια, κυκλοφορούν και αναμειγνύονται, περνάν από το αίμα στους λεμφαδένες και μεταναστεύουν στα κεντρικά λεμφικά όργανα. 

Άλλα εξελίσσονται σε πλασμοκύτταρα (δηλαδή κύτταρα που συνθέτουν και εκκρίνουν αντισώματα και άλλα σε δραστικά κύτταρα

 

Από αυτά

Τα μη εξειδικευμένα κύτταρα 

Τα κατασκευάζει το ανοσοποιητικό για να αντιμετωπίσει την μόλυνση από μικροοργανισμούς ή παθογόνα κύτταρα είναι τα μακροφάγα κύτταρα και τα κύτταρα φυσικοί φονείς (natural killers)

α.Τα μακροφάγα κύτταρα ( αφού ενεργοποιηθούν καταστρέφουν τα ξένα σώματα που εισδύουν στον οργανισμό)

Προέρχονταί από τον μυελό των οστών και ξεκίνησαν σαν προμονοκύτταρα στην συνέχεια διαφοροποιήθηκαν σε μονοπυρηνικά φαγοκύτταρα και μεταναστεύουν στους ιστούς όπου καταλήγουν σε μακροφάγα. Είναι κύτταρα άμεσης ανταπόκρισης και ενεργοποιούνται σε 24 ώρες. Ειναι μακρόβια με μεγάλη περιεκτικότητα σε λυσοσώματα που παράγουν πολλά και διαφορετικά λυσολυτικά ένζυμα.

Για να δράσουν πρέπει να μετατραπούν σε ενεργοποιημένα μακροφάγα από τα Τ λεμφοκύτταρα ( θα τα δούμε στην συνέχεια) που τους προσδίδουν ειδικούς υποδοχείς για να ταυτοποιήσουν τους αντιγονικούς παράγοντες που θα συναντήσουν στους μικροοργανισμούς. Γίνονται τότε λίγο μεγαλύτρα και με κυματοειδή μεμβράνη. Καταστρέφουν όλον τον μικροοργανισμό με τον μηχανισμό της φαγοκυττάροσης εκτός από τα αντιγονικά στοιχεία του τα οποία παρουσιάζουν στη συνέχεια στα Τ λεμφοκύτταραΑποτέλεσμα εικόνας για ανοσοσφαιρινών σε θραύσματα

 

Τι είναι τα λυσοσώματα

Στο εσωτερικό όλων των κυττάρων υπάρχουν κυστίδια γεμάτα με υδρολυτικά ένζυμα όπως πρωτεάσες, λιπάσες φωσφατάσες, σουλφατάσες, γλυκοξιδάσες κ.α. που προσλαμβάνονται σε PH =7 και αποδεσμεύονται σε PH =6  . Αυτά τα δραστικά ένζυμα  στο εσωτερικό των λυσσοσωμάτων υπάρχουν με την μορφή προενζύμων. Τα ένζυμα των λυσσοσωμάτων είναι   προορισμένα να διαλύουν όλα τα μακρομόρια του οργανισμού . Διαλύουν ακόμα κι αυτό το ίδιο το κύτταρο που ανήκουν σε περίπτωση υποβάθμισής του. 

Στα κύτταρα του αμυντικού  συστήματος τα λυσοσώματα είναι αυξημένα σε αριθμό γιατί όταν τα κύτταρα αυτά προσβάλουν ένα ξένο σώμα όπως ένα σύμπλεγμα από μκρόβια τα λυσοσώματα ενώνονται με το φαγόσωμα και αδειάζουν τα ένζυμά τους πάνω στα μικρόβια, πριν ακόμα κλείσει η ενδοκυττάρια εγκόλπωση.

Πως γίνεται η φαγοκυττάρωση

Βασίζεται στις ιδιότητες  των βιολογικών μεμβρανών να εγκολπώνουν και  να συγχωνεύονται μεταξύ τους .

Η κυτταρική μεμβράνη του φαγοκύτταρου εγκολπώνει ξένα σώματα ή μικροοργανισμούς που περικλείονται σε κυστίδια των οποίων η μεμβράνη είναι μέρος της κυτταριικής που αποκολλήθηκε μετά την εγκόλπωση προς το κυτταρόπλασμα.

Τα λυσοσώματα του φαγοκύτταρου , πλησιάζουν τα κυστίδια με τα μικρόβια και οι μεμβράνες τους συγχωνεύονται σχηματίζοντας ένα φαγολυσοσωμάτιο.

Τα ένζυμα των λυσοσωμάτων υδρολύουν τα μεγαλομόρια που βρίσκονται μέσα. Τα προιόντα της διάσπασης (λιπαρά οξέα, αμινοξέα και μονοσακχαρίτες) περνούν στο κυτταρόπλασμα και ξαναχρησιμοποιούνται από το κύτταρο

 

β. τα κύτταρα φυσικοί φονείς (natural killers) (αυθόρμητη επίθεση σε κάθε ξένο σώμα ακόμα και μεγάλου μεγέθους)

Αποτέλεσμα εικόνας για natural killers cell

 

Μάλλον λεμφοειδούς προέλευσης κοκκιώδους μορφής (περιέχουν λυσσοσώματα) επιτίθενται χωρίς να χρειάζεται ενεργοποίηση. Μεγαλύτερα από τα Τ και Β λεμφοκύτταρα έχουν ικανότητα να σκοτώνουν κύτταρα στόχους που είναι ακόμα και καρκινικά κύτταρα ή κύτταρα μοσχευμάτων. Συνδέονται με την ανοσοσφαιρίνη CD16 . Αποκοκκιιώνονται (ελευθερώνουν τα υδρολυτικά ένζυμα  των λυσοσωμάτων) μετά από επαφή με τα κύτταρα στόχους.

 

 

Τα Κύτταρα ειδικής δράσης (όταν ο εισβολέας πρέπει να ταυτοποιηθεί)

Είναι τα Τ λεμφοκύτταρα, τα Β λεμφοκύτταρα, τα δενδριτικά κύτταρα

γ.Τα Τ λεμφοκύτταρα (που 1. καταγράφουν τον εισβολέα, 2. ενεργοποιούν τα Β λεμφοκύτταρα, 3. παράγουν κύτταρα μνήμης )

Σχηματίζονται σε αυτήν τη μορφή από τα αρχικά βλαστοκύτταρα στον θυμό αδένα. Σχετικά μεγάλο μέγεθος, ομαλή επιφάνεια με αρνητικό φορτίο. Επαφή με κατάλληλα αντιγόνα προκαλεί τον πολλαπλασιασμό τους και την παραγωγή ενός μεγάλου αριθμού κυττάρων μνήμης και ενός άλλου από δραστικά κύτταρα. που είναι αρμόδια για κάθε τύπο κυτταρικής ανοσίας.

Δεν εκκρίνουν και δεν περιέχουν αντισώματα. Όμως,

Ενεργοποιούν και συνεργάζονται με τα Β λεμφοκύτταρα και με τα μακροφάγα κύτταρα

Τα περισσότερα έχουν υποδοχείς για ερυθρά αιμοσφαίρια άλλων ζώων συνεράζονται με τα Β λεμφοκύτταρα

 

Πως αντιδρούν όταν έρθουν σε επαφή με αντιγονικούς παράγοντες:

 α. Μετατρέπονται σε λεμφοβλάστες που μπορούν να δράσουν σαν φονικά κύτταρα (Κ -Cell)

β. Πολλαπλασιάζονται και εκκρίνουν ουσίες (τις λεμφοκίνες) που είναι υπεύθυνες για την κυτταρική ανοσία (Τh)

δ.  τα Β λεμφοκύτταρα

Από τα μικρά λεμφοκύτταρα διαφοροποιούνται στον θύλακα Fabricius και αποικίζουν περιοχές περιφεριακών λεμφοποιητικών οργάνων

Η εξέλιξή τους είναι πολύπλοκη και λιγότερο γνωστή. Έχουν μικρότερο μέγεθος από τα Τ, αραιότερη σύσταση και ανώμαλη επιφάνεια με προεκβολές και λιγότερο αρνητικό φορτίο από τα Τ λεμφοκύτταρα.Είναι λιγότερα και κυκλοφορούν πιο αργά.

 Διεγείρονται και πολλαπλασιάζονται από παράγοντες που έχουν σχέση με τα μικρόβια (π.χ.τοξίνες των μικροβίων, αντιανοσοσφαιρίνεςκ.λ.π.) ώστε να αντιμετωπίσουν την εισβολή. Ορισμένα από αυτά μετατρέπονται σε κύτταρα που συνθέτουν και εκκρίνουν αντισώματα. (πλασμοκύτταρα)

ε. τα δενδριτικά κύτταρα,

Μια μικρή ομάδα λευκοκυττάρων, τα δενδριτικά κύτταρα,πιστεύεται ότι αποτελούν παραλλαγή των μακροφάγων κυττάρων. Έχουν αποφυάδες και διαπλέκονται μεταξύ τους και σχηματίζουν δίκτυο, κατάλληλο για την στήριξη αγγείων και νεύρων. Τα ανίχνευσαν μόλις πριν από 60 χρόνια γιατί προηγουμενα τα ταύτιζαν με τα νευρικά κύτταρα. 

 Επίσης διασπείρονται στα βλαστικά κέντρα και με τις αποφυάδες τους συγκρατούν και στηρίζουν τα κύτταρα.

Ταυτόχρονα, έλεγχουν την κατάσταση από την αρχή γιατί έχουν την ικανότητα να προσλαμβάνουν και να συγκρατούν επιφανειακά αντιγόνα που τα ανιχνεύουν για πολύ καιρό και τα παραπέμπουν στα αρμόδια ανοσολογικά κύτταρα. Είναι τα κύτταρα που ανιχνεύουν εγκαιρα τα καρκινικά κύτταρα. 

 

Σημαντικές χημικές ουσίες του ανοσοποιητικού 

α. Ανοσοσφαιρίνες: (παράγονται από τα πλασμοκύτταρα, από τα σημαντικότερα ανοσογόνα (αντισώματα) του οργανισμού)

Είναι υδατοδιαλυτές γλυκοπρωτείνες

γλυκοπρωτεΐνη (Βιοχ.). Σύμπλεγμα που αποτελείται από ένα πρωτεϊνικό τμήμα, που περιέχει ως προσθετική ομάδα υδατάνθρακες. Το πρωτεϊνικό μόριο αποτελεί τη σπονδυλική στήλη του συμπλέγματος, ενώ οι υδατάνθρακες βρίσκονται υπό τη μορφή πλάγιων αλυσίδων.

www.ygeiaonline.gr/index.php?option=com_k2&view=item&id...

Παράγονται στα πλασματοκύτταρα που είναι Β λεμφοκύτταρα που έχουν διαφοροποιηθεί και εξειδικευτεί από την άμμεση δράση των Τ λεμφοκυττάρων)

Οι ανοσοσφαιρίνες προσκολώνται και εξουδετερώνουν τη δράση των παθογόνων κυττάρων.

Φτιάχνονται από κάθε ζώο όταν γίνει αντιληπτή η παρουσία μέσα του μίας ξένης ουσίας. 

Τα αντισώματα αναγνωρίζουν συγκεκριμένα σημεία -περιοχές- του παθογόνου μικροοργανισμού (Αποτελούν μόρια αναγνώρισης των αντιγόνων

Ο οργανισμός αντιδρά ( προκαλείται στον οργανισμό χυμική απόκριση) δηλαδή παραγωγή ουσιών που συνήθως είναι διαλυτά μόρια μεγάλου μοριακού βάρους,  συνήθως πρωτείνες που κυκλοφορούν στο αίμα και στον μεσοκυττάριο χώρο

   

σχημα1                                                                σχήμα 2                                    σχήμα 3

Το σχήμα τους μοιάζει με το Υ, με μια σταθερή περιοχή και μια μεταβλητή στα σκέλη (σχήμα2). Αποτελούνται από 2 βαρειές αλυσίδες (μοναδικές για κάθε τάξη ανοσοσφαιρινών ) και  δυο ελαφριές αλυσίδες  Kappa , Lamda) που είναι κοινές για όλες τις κατηγορίες των ανοσοσφαιρινών) Ενώνονται μεταξύ τους με δισουλφουρικούς δεσμούς  και τα συναντάμε επίσης σε διμερή ,τριμερή κσι πενταμερή μορφή 

Έτσι υπάρχουν 5 κατηγορίες από αυτές με δράση σε ανάλογα αντιγόνα (σχήμα 2) 

Αναφέρονται σαν IgG  Διαχέεται ευκολότερα στον εξωαγγειακό χώρο.   Δεσμεύουν  τους παθογόνων και προκαλουν  την ακινητοποίησή τους και τη δέσμευση μεταξύ τους μέσω συγκολλήσεως

Προσηλώνεται σε κύτταρα άλλων οργανισμών. Διαπερνά τον πλακούντα και έχει αμυντική  δράση στο έμβριο, παθητική ανοσία),

Ανοσοσφαιρίνες   IgE. Έχουν αντισωματική δράση συνδεση με βασεόφιλα,παράσιτα και για την συναντάμε στις αλεργιές,

Ανοσοσφαιρίνες   IgΜ. Ενδοαγγειακή παραμονή, συγγολητική δράση, λύση του κυττάρου. Για λοιμώξεις τοξόπλασμα τρυπανοσωμίαση, ιό της ερυθράς .  Σχέση των 19S IgM  με μακροσφαιρίνες

Ανοσοσφαιρίνες IgD.  (διαφοροποίηση λευκοκυττάρων)  IgM.  Δράση αρχικά, δινει την θέση της στην IgG μετά   IgA στις εκκρίσεις βλενογόνων, άμεση επαφή με μικροοργανισμούς.

Αφού λοιπόν όπως βλέπουμε τα αντισώματα επειδή έχουν περισσότερες από μια θέσεις προσκόλλησης πάνω στην μεμβράνη είναι δυνατόν να ενώνονται με περισσότερα από ένα μικροβιακά κύτταρα (ή τοξίνες κυττάρων). Έτσι εκτός από την αδρανοποίηση τους να τα καθηλώνουν σε μια μικροβιακή μάζα  τα αποδυναμώνουν και τα αδρανοποιούν (σχήμα3). Έτσι διευκολύνουν την φαγοκυττάρωση μικροοργανισμών και άλλων βλαβερών κυττάρων- στόχων, που φέρουν ο συγκεκριμένο αντιγόνο.

Ομάδες στις άκρες του αντισώματος (ΝΗ2 του αμινοξέος λυσίνη ή της αργινίνης ) προσδένονται και τροποποιούν το αντιγόνο του παθολογικού κυττάρου

 

Aν και η γενικότερη δομή όλων των αντισωμάτων είναι παρόμοια, μια μικρή περιοχή στην κορυφή της πρωτεΐνης είναι εξαιρετικά ποικιλόμορφη επιτρέποντας την ύπαρξη εκατομμυρίων αντισωμάτων με ελάχιστα διαφορετική κορυφαία δομή ή περιοχές δέσμευσης αντιγόνου. Η περιοχή αυτή είναι γνωστή και ως μεταβλητή περιοχή. Κάθε μια από αυτές τις διαφορετικές δομές μπορούν να συνδεθούν με διαφορετικό στόχο το επονομαζόμενο αντιγόνο. Η τεράστια ποικιλότητα των αντισωμάτων επιτρέπει το ανοσοποιητικό να αναγνωρίζει μια εξίσου μεγάλη ποικιλία 

αντιγόνων

β. κυτοκίνες  (ουσίες που υπάρχουν και επιτίθενται στα μικρόβια και στα καρκινικά κύτταρα άμεσα )

Είναι μικρές πρωτείνες ή γλυκοπρωτείνες που το σώμα παράγει φυσικά  , ή  κατασκευαζονται εργαστηριακά και αναφέρονται σαν "τροποποιητές της βιολογικής απόκρισης".  Οι πρωτεΐνες (και κυρίως αυτές που προέρχονται από γειτονικά κύτταρα) επιτίθενται άμεσα (μέσα σε τρεις ώρες μπορεί να επιτεθούν) σε ξένα σώματα ή σε μολυσμένα ή κατεστραμμένα κύτταρα, ή σηματοδοτούν άλλα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος για να επιτεθούν. 

Σημαντικές κυτοκίνες  περιλαμβάνουν τις ιντερφερόνες, ιντερλευκίνες, λεμφοκίνες , παράγοντες διέγερσης αποικίας ( CSFs) και μονοκλωνικά αντισώματα κάθε μια με την δική της δράση

1RH2 Recombinant Human Interferon-Alpha 2b-01.png μοριακή δομή της ανθρώπινης ιντερφερόνης

Οι ιντερφερόνες έχουν την ικανότητά τους να «παρεμβαίνουν» με ιικό αναδιπλασιασμό κι έτσι ρυθμίζει την παρουσίαση αντιγόνου λόγω της αύξησης της έκφρασης λόγω μεγαλύτερου μεγέθους του συμπλόκου 

. Έχουν επίσης και άλλες λειτουργίες: Ενεργοποιούν κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος , όπως τα φυσικά φονικά κύτταρα και μακροφάγα , αυξάνουν άμυνες ξενιστή κ.α.

 

γ. Αέρια του οργανισμού  (CO, NO, H2S) εναντίων παθογόνων μικροοργανισμών

Τοξικά αέρια όπως το μονοξείδιο του άνθρακα, του αζώτου και το υδρόθειο σε μικρές δοσολογίες που παράγονται από τον οργανισμό, διεγείρουν το ανοσοποιητικό σύστημα και συγκεκριμένα τα μακροφάγα και τα κύτταρα της νευρογλίας του εγκεφάλου σε μια αντιπαρασιτική και αντικαρκινική δραστηριότητα.

 

Διαδικασίες- Επί μέρους λειτουργίες στο ανοσοποιητικό

α. Σύνθεση των αντισωμάτων

Α. Υπάρχει η  θεωρεία της επιλογής.

Θεωρείται πως  οι αναγκαίες πληροφορίες υπάρχουν στο γενετικό υλικό  Η επαφή του Β λεμφοκυττάρου με το αντιγόνο (εάν σε αυτό υπάρχουν πολλές καθοριστικές ομάδες) προκαλεί την επιλογή και την ενεργοποίηση του γονιδίου και το μετατρέπει σε πλασμοκύτταρο που κωδικωποιεί την σύνθεση ενός ειδικού αντισώματος

Εάν το αντιγόνο είναι μονοδύναμο και δεν μπορεί να προκαλέσει διασταυρούμενες συνδέσεις  αναγνωρίζεται αρχικά από τα Τ λεμφοκύτταρα τα οποία διεγείρουν άμεσα τα Β λεμφοκύτταρα για την συνέχεια

 

Β. Μια δεύτερη θεωρία ισχυρίζεται ότι προυπάρχουν στα κύτταρα μη ειδικές γ.σφαιρίνες που τις τροποποιεί ανάλογα η ύπαρξη αντιγόνου και τις καθοδηγεί στην δημιουργία ειδικού αντισώματος δημιουργώντας καλούπι όπου στην συνέχεια οι αλυσίδες που δημιουργούνται σταθεροποιούνται με υδρογονικούς και δισουλφιδικούς δεσμούς.

β Οψωμοποίηση 

(αντισώματα πλησιάζουν και ενώνονται με το ξένο σώμα . Έτσι  αδρανοποιούν και εξασθενούν τα μικρόβια για να οδηγηθούν αργότερα στην καταστροφή τους)

Πριν την φαγοκυττάρωση ενός παθογόνου οργανισμού από τα μακροφάγα, οι ανοσοσφαιρίνες σε πολλές περιπτώσεις κανουν την προετοιμασία γι αυτό (που λέγεται οψωνοποίηση). Δηλαδή επικαλύπτουν με αντισώματα (ανοσοσφαιρίνες) το παθογόνο κύτταρα

Τα αντισώματα έχουν διακριτές μονάδες δέσμευσης αντιγόνου και καθοριστικό ρόλο παίζει η πτύχωση που δημιουργείται και  η ευαίσθητη τελική αμινομάδα τους. Οι δυνάμεις που τα συνδέουν είναι ελκτικές (ηλεκτρικές), υδρογονικοί δεσμοί, υδρόφοβες, και Wan der Wals

 

στα σημεία της επιφάνειάς του όπου υπάρχουν αντιγόνα (με τα οποία βέβαια υπάσχει χημική συγγένεια και έτσι γίνεται προσκόληση

Στην τελευταία εικόνα βλέπουμε,κάτω δεξιά, πως αντισώματα- ανοσοσφαιρίνες που παράγονται και ελευθερώνονται από πλασμοκύτταρα , πλησιάζουν το μικρόβιο και στην συνέχεια ενώνονται σε συγκεκρομένα σημεία αυτού (αντιγόνα) 

Οψωνική δράση εναντίον παθογόνου μικροοργανισμού παρουσιάζουν και άλλες ουσίες του αίματος

 

Ανάλογο φαινόμενο με αυτό της συγκόλησης αντισώματος- αντιγόνου έχουμε στα ερυθρά αιμοσφαίρια του αίματος

Κάτα ανάλογο συμβαόνει στο αίμα μας. Όπου στο αίμα που ο τύπος των ερυθρών αιμοσφαιρίων είναι Λ.χ.ο Α απαγορεύεται να υπάρχουν αντισώματα Α (αντιΑ) γιατί θα γίνει συγκόληση με τα αντιγόνα Α (περιοχές πάνω στην μεμβράνη του κυττάρου)

 Η λογική και η σχέση των κυττάρων στόχων με τα αντισώματα είναι ακριβώς η ίδια

 

γ. Χημειοταξία 

(πως ειδικές χημικές ουσίες που παράγονται κάνουν τα κύτταρα του ανοσοποιητικού να κατευθυνθούν προς τον στόχο τους

Όταν τα αντισώματα συνδέονται με τα αντιγόνα, ενεργοποιείται  ένα σύστημα στον ορό του αίματος που λέγεται σύστημα συμπληρώματος (που οδηγεί τις διάφορες λειτουργίες του ανοσοποιητικού όπως οψωνοποίηση, απομάκρυνση συμπλεγμάτων αντιγόνο-αντίσωμα κ.α.) και είναι σε αδρανή μορφή για λόγους αυτοπροστασίας

Η ενεργοποίησή του συστήματος συμπληρώματος ξεκινάει μια σειρά βιοχημικών αντιδράσεων που ανάλογα βοηθούν την φαγοκυττάρωση ή την απομάκρυνση αντιγόνου-αντισώματος , την έκκριση ιστιμίνης που διαστέλει τα αγγεία και δημιουργεί φλεγμονη, ή, στην περίπτωσή μας , την συγκεκριμένη κίνηση (προσέλκυση) των φαγοκυττάρων ή την έκκριση πρωτεινών που έχουν την ικανότητα να ανοίγουν τρύπες στην μεμβράνη του μικροβίου, ή την απενεργοποίησή του

Σε περιπτώσεις που δεν υπάρχουν ειδικά αντισώματα (ώστε το σύμπλεγμα αντιγονο- αντίσωμα να ενεργοποιήσει το σύστημα συμπληρώσεως) μπορεί να παίξουν ανάλογο ρόλο ορισμένοι μικροοργανισμοί ή και ειδικές πρωτείνες .

 

δ. Αποκοκκίωση σιτευτικού κυττάρου από   IgE

ελευθερώνονται οι δραστικές ουσίες του κυττάρου που βρίσκονται μέσα σε ορισμένα κύτταρα

Ενας άλλος ρόλος των αντισωμάτων (ειδικά το IgE) είναι ότι βοηθούν τα κύτταρα που κόκκους (έχουν λυσοσώματα με δραστικά ένζυμα) να διασπάσουν τους κόκκους και να ελευθερώσουν τα δραστικά ένζυμα.

με τα αμυντικά κύτταρα. Αποτέλεσμα εικόνας για Immunoglobulin E Όταν στην περιοχή εμφανιστούν ειδικά αντιγόνα αυτά συνδέονται επίσης σε άλλο σημείο (βέβαια) με τα αντισώματα. Αυτό προκαλεί διέγερση στην περιοχή της μεμβράνης που προκαλεί μύνημα το οποίο μεταφέρεται στο εσωτερικό του κυττάρου.

Το αποτέλεσμα της διέγερσης αυτής είναι να μετατρέπεται η τριφοσφωρική αδενοσίνη (ATP) σε κυκλινή μονοφωσφωρική (αδενιλικό οξύ) AMP.

Η σταθερότητα των κοκκίων εξαρτάται από την συγκέντρωση του ΑΜΡ . 

Εδώ τα κοκκία διαλύονται και προκαλέιται η απελευθερώση, από τα σιτευτικά κύτταρα και τα βασεόφιλα, φαρμακολογικώς δραστικών ουσιών. Στο σχήμα πάνω βλέπουμε την δράση την ανοσοσφαιρίνης IgE  όταν ο εισβολέας είναι αθώοι κόκκοι από γύρη. Ο οργανισμός ξεγελιέται και ξεκινά ανοσιολογική απόκριση (αλεργία). 

Η ίδια όμως διαδικασία συμβαίνει όταν οι εισβολείς είναι επικίνδυνοι μικροοργανισμοί

 

ε. Αναγνώριση, εγκόλπωση, ενσωμάτωση, πέψη,απόπτωση του κυττάρου- στόχου

δραστικές χημικές ουσίες διαλύουν τα μικροβιακά κύτταρα που έχουν μπει μέσα σε φαγοκύτταρα

Στην συνέχεια και πριν την εγκόλπωση αυτού από τα μακροφάγα προσκολώνται στην επιφάνεια των μακροφάγων οι ανοσοσφαιρίνες , που το άλλο τους άκρο έχει συνδεθεί στην εξωτερική επιφάνεια των κυττάρων στόχων

 Αν θυμηθούμε πως το σχήμα των ανοσοσφαιρινών μοιάζει με το Υ το δύο σκέλη έχουν ουσίες στα άκρα που ταιριάζουν και προσκολώνται στα αντιγόνα του μικρόβιου ενώ το άλλο άκρο στο κάτω μέρος που συμβολίζεται με Fc συνδέεται με το κύτταρο του ξενιστή.

Το φαγοκύτταρο σχηματίζει ψευδοπόδια που εγκολπώνουν το βακτήριο

Για την ενσωμάτωση του μικροβίου μέσα στα φαγοκύτταρα είναι απαραίτητα τα κατιόντα ασβεστίου και μαγνησίου

Τα παθογόνα κύτταρα εισέρχονται στη συνέχεια μέσα στα μακροφάγα όπου υποβάλλονται σε οξειδωτικές διεργασίες που εξαρτώνται από τον οξειδωτικό μεταβολισμό των φαγοκυττάρων που παράγει ανάλογες οξειδωτικές ουσίες.


Τα μικρόβια επίσης εξουδετερώνονται και από το όξινο Ph που συναντούν

Οι οξειδωτικές ουσίες που μπορεί να παράγονται μέσα σε ένα φαγοκύτταρο που προσπαθεί να εξουδετερώσει έναν παθογόνο κύτταρο μπορεί να είναι:

  • υπεροξειδικά ιόντα -Ο-Ο-
  • Υπεροξείδιο του υδρογόνου (Η 2 Ο 2) Παράγεται μέσα στα κύτταρα με την βοήθεια του ενζύμου σουπεροξειδική δεσμουτάση
  • Υποχλωριώδης ρίζα (ClO).  Από το Η 2 Ο 2  με την βοήθεια του ενζύμου μυελουπεροξειδάση
  • Ενζυμική παραγωγή των υπερδραστικών ριζών υδροξυλίου (ΟΗ.) και του ατομικού οξυγόνου Ο.

Επαναλαμβάνουμε  πως τα μακροφάγα του ανοσοποιητικού καταστρέφουν (πέπτουν) όλον το παθογόνο κύτταρα πλην των αντιγονικών προσδιοριστών και άλλων αντιγονικων στοιχείων που τα αποδίδουν στα Τ λεμφοκύτταρα ώστε να δημιουργηθούν κύτταρα μνήμης ή άλλου τύπου δραστικά κύτταρα (ενεργοποιημένα Β λεμφοκύτταρα)

ε. Παραγωγή αντισωμάτων από Β λεμφοκύτταρα που έχουν τροποποιηθεί σε πλασμοκύτταρα

α. Αντισώματα προσκολλώνται στην επιφάνεια . Ενεργοποιούνται στην συνέχεια από την επαφή τους με τα αντιγόνα. Μεταβάλεται η στερεοημική τους δομή. Περνάει σήμα στο εσωτερικό του κυττάρου

β.Τα αντιγόνα (που απομονώνονται από τα μακροφάγα και άλλα φαγοκύτταρα) ενεργοποιούν τα Τ λεμφοκύτταρα προσδίδουν ουσίες στα Β λεμφοκύτταρα που τα ενεργοποιούν με αντίστοιχο με τον προηγούμενο τρόπο

γ.Ταυτόχρονη ενεργοποίηση από αντισώματα και ουσίες από τα Τ λεμφοκύτταρα

Ας μιλήσουμε για τον εχθρό

Πότε τα μικρόβια θεωρούνται σαν αιτία ασθένειας;

Για να θεωρηθεί ένας μικροοργανισμός σαν αιτία νόσου πρέπει 

  • να βρίσκεται στους ιστούς ή τους χυμούς του οργανισμού, 
  • να μπορεί να απομονωθεί,  
  • να προκαλεί πειραματικά την ίδια ασθένια
  • και να έχουν βρεθεί αντισώματα στον οργανισμό

Ο επιθετικός εξοπλισμός και ο μηχανισμός που προκαλούν με την  δράση τους τα μικρόβια, μπορεί να είναι: Τοξίνες, προσβολίνες, λευκοκτονίνες, κ.α. ουσίες που προκαλούν βλάβες στον οργανισμό. Ο οργανισμός (ξενιστής) έχει πρόβλημα να εντοπίσει ανάμεσα στα τρισεκατομύρια δικά του κύτταρα τα κύτταρα των μικροοργανισμών που του επιτίθενται και επειδή πολλές από τις ουσίες των μικροβίων μοιάζουν με τις δικές του. Όχι πάντα όμως...

Υπάρχουν περιοχές σε όλο το κύτταρο και  πάνω στην μεμβράνη του εισβολέα που διαφέρουν. Αν γίνουν αντιληπτές ο οργανισμός ξεκινάει την άμυνά του απέναντι στην απειλή , έχουμε δηλαδή ανοσιολογική απόκριση τού οργανισμού. Οι περιοχές που μπορούν να ανιχνευτούν όπως είπαμε, ονομάζονται αντιγόνα - ανοσογόνα

 

Απαλλαγή του οργανισμού από τις ελεύθερες ρίζες  (ROS) που αυξάνονται κατά την διάρκεια της ασθένειας

Ελευθερες ρίζες είναι μόρια ή άτομα που έχουν ένα ή περισσότερα μονήρη ηλεκτρόνια.

Αποτέλεσμα εικόνας για ελευθερες ριζεςΕίναι βλαπτικές για τον οργανισμό, μετατρέπουν τα λιπαρά οξέα σε υπεροξείδια, μετουσιώνουν τις πρωτείνες και προκαλλούν μεταλλάξεις στο γενετικό υλικό, τροποποιούν τους υδατάνθρακες και συνδέονται γενικά με διάφορες παθήσεις όπως διαβήτης , καρδιοαγγειακές , αλτζχαιμερ, καρκίνος, καταράκτης, γήρανση.

Οι ελευθερες ρίζες δημιουργούνται σαν παραπροιόντα όταν παράγεται ενέργεια στον οργανισμό με την χρήση του οξυγόνου.

Για να σταθεροποιηθούν (ασταθής η δομή τους) αποσπούν ηλεκτρόνια από άλλα γειτονικά μόρια, μετατρέποντας αυτά σε ελεύθερες ρίζες και ξεκινα σειρά αντιδράσεων με καταστρεπτικά αποτελέσματα.

Η παραγωγή τους αυξάνεται σε περιπτώσεις αυξημένης κατανάλωσης οξυγόνου, κατανάλωση θερμίδων ιδιαίτερα λιπους, αποτοξινώσεις, παραγωγή στεροειδών από έντονο στρες, ή έντονη φυσική δραστηριότητα, ή ορμονικές διταραχές, λήψη χημικών και άλλων επιβλαβών ουσιών (καπνός ρύποι) έκθεση σε ακτινοβολία και παρατεταμένη ανοσιολογική απόκριση

Τα αντιοξειδωτικά 

είναι ουσίες που προστατεύουν τον οργανισμό από τις ελεύθερες ρίζες σταθεροποιόντας τες, αναστέλοντας την δράση τους, ή αναστέλοντας τον σχηματισμό τους.

 Υπάρχουν στο οργανισμό (ενδογενείς) όπως ένζυμα π.χ. υπεροξειδική δεσμουτάση, κυτόχρωμα C, τρανφεράση S κ.α. και όχι ένζυμα όπως συνένζυμο Q α τοκοφερόλη, β καροτένιο κ.α.

όμως λαμβάνουμε και εξωγενή αντιοξειδωτικά κυρίως με τις τροφές που είναι πολύτιμα για την υγεία μας και κυρίως για την αποθεραπεία μας μετά την αντιμετώπιση κάποιοας λοιμώδους ασθένειας

Τα σημαντικότερα είναι

Η βιταμίνη Ε, η βιταμίνη C, το β καροτένιο, μέταλλα όπως ο ψευδάργυρος , ο χαλκός και το μαγνήσιο, πολυφαινόλες όπως τα φλαβονοειδή (ανθοκυανίνες, κατεχίνες) οι κουμαρίνες κ.α.

 

Όμως εκείνο που είναι σημαντικό για την αντιμερώπιση των μικροβίων είναι να δημιουργήσουμε γι αυτά τις πιο ακατάλληλες περιβαλλοντικές συνθήκες...

 

 

 

 
το καλοκαίρι είναι ακόμη εδώ!
Δήμητρα Σπανού
 
 
ΠΗΓΕΣ
Διατροφή και Χημεία τροφίμων Ν. Γαλανόπουλου, Γ. Ζαμπετάκη.....
σελ 271 (Δημοτική Βιβλιοθήκη Σάμου)
Βασικές αρχές Μικροβιολογίας. james T. Barret (Δημοτική Βιβλιοθήκη Σάμου)
Βιβλία Σχολικά ΟΕΔΒ
Βασικές έννοιες κυτταρολογίας Παναγιώτης Δ. Οικονομόπουλος 1991
el.wikipedia.org/wiki/Αντίσωμα
 

Στοιχεία ανοσολογίας Ι. Παπαβασιλείου, Σ. Τζανεττής, Γ. Δημητρακόπουλος 1981

www.bioneurologics.gr/?s=μονοξείδιο+του+αζώτου

Natural Killer Cells: Definition & Functions | Study.com

Εισαγωγή στην Ανοσολογία Επίκτητη Ανοσία I. Σωτήρης Ζαρογιάννης ...

Αποτέλεσμα εικόνας για μεμβρανικοι υποδοχείς Στις μεμβράνες τόσο των κυττάρων του ξενιστή όσο και των παθογόνων μικροοργανισμών υπάρχουν υποδοχείς που ενισχύουν την επικοινωνία και την εισρροή -εκρροή ουσιών από το κάθε κύτταρο.

Εμφανίζουν προεξοχές προεξοχές αποτελούμενες συνήθως από μια βάση γλυκοπρωτείνες που επικάθονται της μεμβράνης και  που 

Αυτές εκτός των άλλων ασκούν και αντιγονική δράση όταν πρόκειται για εισβολή μικροοργανισμών σε ξενιστή από τις συγκεκριμένες περιοχές των οποίων ο μικροοργανισμός μπορεί να αναγνωριστεί και να ταυτοποιηθεί από το ανοσοποιητικό σύστημα του ξενιστή