Как работи имунната система – част 2
На тази страница:
Антигени и антитела
Антиген е всеки материал, предизвикващ имунна реакция. Антигените обикновено са чужди материали от нападащите микроорганизми, но могат да включват и частици от храна и неорганични химикали. Антигените са миниатюрни, най-често с големината на молекула или дори само на част от нея, но въпреки това успяват да предизвикат имунна реакция. Понякога тялото реагира на свои собствени молекули (автоимунност) по вреден за него начин. За щастие имунната система има начини да се справя с клетките, които предизвикват тази реакция. Буквално съществуват милиони потенциални антигени, с които организмът може да се сблъска в течение на един човешки живот.
Антителата са клас протеини, произвеждани от Б-клетките. Те са специфични за всеки антиген. Най-добрият начин да си представим това е да мислим за антигена и антитялото като за ключ и ключалка. На повърхността на Б-клетката се намират рецепторите за специфичния антиген, но Б-клетките не могат да изпълнят функцията си без помощта на Т-клетките и по-специално на CD4 Th2 клетките. След като веднъж Б-клетката е активирана при разпознаването на антигена, тя започва да произвежда антитела, които пуска в кръвния поток.
Т-клетките също имат молекулярни рецептори на обвивката си, но тези рецептори не са антитела. CD4 и CD8 молекулите, помагат на Т-клетката да се прикрепи към антигена.
Разпознаване на антигена
Истинско чудо е как лимфоцитите успяват да се справят и да запомнят милионите потенциални антигени. Сега вече се знае, че при узряването им в костния мозък и тимусната жлеза, генетичният материал на лимфоцитите е пренареждан милиарди пъти на случаен принцип, за да се създадат всички вариации, необходими на организма. Ето защо за всеки антиген ще има поне няколко вече съществуващи Т и Б-клетки, които да го разпознаят и да предизвикат имунен отговор. Тези активирани лимфоцити ще повишат незабавно броя си и ще запомнят нападателя, като по този начин ще допринесат за придобития имунитет.
Т и Б-клетките са програмирани да разпознават и молекулите, които са част от имунната система, и които се обозначават като MHC (Major Histocompatibility Complex). Лимфоцитите, които реагират повече от необходимо на МНС биват елиминирани, защото те могат да нанесат вреда на организма. Един вид МНС молекула съдържа протеин, наречен бета-2 микроглобулин, който се отделя от активирани или убити клетки. Количеството му в кръвта може да баде измерено и това да послужи като показател за имунната активация.
МНС молекулите са генетично предопределени и много малко вероятно е двама души без родствена връзка да имат еднакъв набор от МНС на обвивката на техните клетки. Изглежда, че ефективността на имунната система при справянето с антигените варира в зависимост от МНС, които хората имат. Лимфоцитите реагират много остро на МНС молекулите на друг човек. Поради тази причина е толкова важно да се намери подходящия донор при трансплантация на органи.
МНС молекулите са известни и като HLA (Human Leukocyte Antigens) - човешки левкоцитни антигени. Наричат се така, защото са наследствени. Разграничаваме два класа HLA-І и ІІ.
Клас І е разделен на подгрупи: А, В и С. Тези антигени се отделят от повечето от клетките на човека. Тези HLA активират CD8 клетките. Те от своя страна убиват клетката, която е излъчила антигена, защото тя дава знак, че е инфектирана с вирус (такъв е механизмът и при ХИВ).
Клас ІІ се дели на HLA DP, DQ и DR, които се излъчват от клетки като макрофагите и дендритните клетки. Клас ІІ активира CD4 клетките, които от своя страна предизвикват допълнителен имунен отговор.
Цитокини
Цитокините са молекули, които имунната система използва като химически “съобщения”. Отделяни от белите кръвни телца и от клетките на тъканите, цитокините влияят на взаимодействието, комуникацията и поведението на клетките на имунната система, като ги подтикват към определени действия.
Към цитокините могат да се причислят малки протеини и биологични фактори като интерлевкини, хемокини, лимфокини, интерферони и др. Като пример за цитокин може да се даде интерлевкин-2 (IL-2). Активираните CD4 Th1 клетки произвеждат IL-2, който стимулира порастването на Т-клетките и привлича макрофагите към даден антиген.
Хемокините са клас цитокини, които имат свойството да привличат и активират бели кръвни телца.
Има три вида хемокини: с, сс и схс. При отделните типове има вариация на аминокиселината, позната като цистин. Хемокините с привличат лимфоцитите, сс привличат лимфоцити, моноцити, еозинофили и базофили, а схс привличат неутрофили.
Отделно има и бета-хемокини - RANTES и MIP 1 алфа и 1 бета.
При ХИВ-инфекция нормалните нива и дейности на някои цитокини са прекъснати. Поради тази причина някои цитокини са използвани като експериментално лечение при пациенти. Други могат да допринесат за блокирането на навлизането на ХИВ в клетката-гостоприемник. Изследванията в тази насока все още продължават.
Рецептори, ко-рецептори и имунитет спрямо ХИВ
Вирусите имат специфични клетки-гостоприемник. Това са клетките, които вирусите използват, за да се размножават. Вирусът на хепатит има клетки-гостоприемник в черния дроб, а херпес симплекс живее в клетките на периферните нерви.
Клетките-гостоприемник за ХИВ са тези, които имат CD4 молекули - макрофаги и CD4 Т-лимфоцити. ХИВ използва протеини, които се намират на обвивка им (gp 120 и gp 41), за да се прекрепи към CD4 молекулата на клетката. Специални антитела спрямо gp 120 могат да осуетят прикрепянето.
Най-обичайните ко-рецептори (протеини, към които ХИВ се прикрепя) са: CCR5 и CXCR4.
CCR5
През 1996 година бе открито, че ХИВ се свързва с протеин от обвивката на човешките клетки, който се нарича CCR5 (още CKR5 или CC-CKR5). ХИВ, който се прикрепя към CCR5 е известен като М-тропичен щам (може да заразява макрофаги).
Генетичните инструкции за производство на CCR5 протеина се съдържат в гена, който се нарича по същия начин. Всеки индивид има две копия от този ген. Част от населението по света, обаче, има мутация в един от тези два гена, която се намесва в производството на протеина. Мутацията е известна като CCR5-delta-32.
Хората, които имат два мутантни CCR5 гена (хомозиготни) може би са частично защитени от заразяване с ХИВ. Трябва да се знае, обаче, че вирусът може да навлезе в CD4 клетката и посредством друг ко-рецептор - CXCR4. Вече има регистрирани случаи на инфекция при хора с мутантни CCR5 гени. При тях спадът на CD4 клетките е бърз, но нивото на вирусния товар се запазва относително ниско.
CXCR4
Друг ко-рецептор, използван от ХИВ, също открит през 1996 година, е CXCR4. В повечето случаи този ко-рецептор се появява след като даденият човек вече е заразен. Както и при CCR5, част от хората (около 1% от бялото население) имат генетични мутантни изменения и техните клетки нямат CXCR4.
Би-тропичен ХИВ
Някои щамове ХИВ са би-тропични. Това означава, че те могат да атакуват както Т-клетките, така и макрофагите. Има два механизма на би-тропизъм: или ХИВ използва и CCR5 и CXCR4, или използва само CXCR4, но и за макрофагите и за Т-клетките.
US28
ХИВ използва и протеин, произвеждан от цитомегаловируса. US28 се произвежда от клетки, които вече са били инфектирани с цитомегаловирус. Когато този протеин се появи на повърхността на клетката в отсъствието на CCR5, ХИВ варианти, които нормално биха използвали CCR5, успяват да проникнат в клетката. Това може да разшири спектъра на клетките, атакувани от ХИВ, тъй като цитомегаловирусът атакува CD4 клетки рядко, но за сметка на това негова цел са клетките на мозъка, нервите и ретината.