10. Az immunrendszer
10.1. Milyen alkotókra osztható az emberi vér?
10.2. Miből áll a vérplazma?
10 .3. Milyen sejtes alkotókat ismersz?
10 .4. Mi az egyes sejtesalkotók feladata?Az immunrendszer felépítése
Szervezetünk nap, mint nap több milliónyi kórokozóval találkozik, ezek egy része be is jut a szervezetünkbe, sőt számos sejtünk működése romlik el, s válik a szervezetünk ellenségévé. A testidegen anyagok (kórokozók, hibaásan működő sejtek) felismerése és elpuszítása az immunrendszer feladat. Immunrendszerünk tesz különbséget tehát a saját és a nem saját, azaz testidegen anyagok között.
A nyirokkeringés
Ahhoz, hogy az immunrendszer hatékonyan eltudja látni feladatát és a végrehajtósejtjeinek, a fehérvérsejteknek a test minden egyes pontjára el kell jutnia. A vérerekben keringő fehérvérsejtek képesek az erek falain átlépni és a sejtközötti térbe jutni, ahol részt vesznek a sejtközötti (szövetközti) folyadék összetételében. Két kérdés merül fel:
1. Miből áll a sejtközötti (szövetközti) folyadék?
2. Hová kerül a sejtközötti (szövetközti) folyadék, illetve a kilépő fehérvérsejtek?A sejtközötti (szövetközti) folyadék leegyszerűsítve bomlástermékekből, elhalt sejt- és kórokozótörmelékből és fehérvérsejtekből áll. A sejtközötti folyadék a vakon kezdődő nyirokkapillárisokba (nyirokerek) kerülnek, amelyek a vérkapillárisokhoz hasonlóan az egész testet behálozzák. A nyirokkapillárisban keringő nyirok egyre nagyobb nyirokereken, nyirokcsomókon és nyirokszerveken halad keresztül, míg a mellvezetékbe torkolva az a jobb pitvar előtti testi nagyvénába csatlakozik, így visszajut a vérbe. A nyirokkeringés annak ellenére, hogy sokminden segíti (testmozgás, szívóhatás, billentyűk) nagyon lassú.
A nyirokkeringés részei tehát:
- nyirokerek;
- nyirokcsomók - amelyek a test hajlataiban és a szervek mentén található kerekded rendszerek;
- nyirokszervek - a fehérvérsejtek termelésében és érésében vesznek részt, két típúsa:
1. elsődleges nyirokszerv fehérvérsejtek őssejtjeit (éretlen fehérvérsejt) termeli, ide tartozik a vörös csontvelő és a szegycsont mögött elhelyezkedő csecsemőmirigy2. másodlagos nyirokszerv itt történik a fehérvérsejtek érése. A lép az egyetlen szervünk, amelybe nyirok erek nem lépnek be. Feladata a vérben lévő idegen anyagok kiszűrése, valamint az elöregedő vérsejtek bontása.
Összegezve a nyirokrendszer legfontosabb feladatai:
- sejtközötti (szövetközti) folyadék visszajuttatása a szívbe;
- testidegen anyagok elleni védekezés;
- lipidek szállítása, ezt még nem említettük;
Az immunrendszer működése
Az idegen anyagok megkülönböztetése a sejtek membránján lévő molekularészek, ún. antigének alapján történik. Az antigén olyan molekula-, vagy molekularésznek tekinthető, amely immunválaszt vált ki. Az immunreakcióknak (immunválasz) két típusát különböztetjük meg, a természetes (veleszületett) és az adaptív (szerzett) immunitást.
Természetes (veleszületett) immunválasz
A természetes immunválasz kialakításában részt vevő fehérvérsejtek a monociták és a granulociták, melyek amőboid mozgásra képesek. A korábban említett antigénnel rendelkező sejteket (baktérium, gomba, egysejtű, szabálytalanul működő vagy osztódó saját sejt) bekebelezik (endocitózis), majd lebontják. A bekebelezett testidegen anyag bontását a fehérvérsejtekben lévő lizoszómák végzik. A folyamatot gyulladás, olykor gennyesedés kísérheti. A természetes immunválasz sejtjeit falósejteknek is nevezzük.
Képen: a szövetnedvben megjelenő kórokozó, amelyeket az érfalon keresztül kilépő granulociták bekebeleznek.
A természetes immunválasz fontos védekező rendszere a komplementrendszer, amely a bekerülő kórokozókat megjelöli, így elősegíti bekebelezésüket. A komplementrendszer egy enzimrendszer, melynek molekulái főként a májban termelődnek, onnan a vérbe és a nyirokba jutnak. A kórokozó felismerésekor egy reakciósor indul be, egyik enzim aktiválja a másikat, a másik a harmadikat és így tovább. A reakció során felszabaduló kisebb molekulák a reakció helyszínére vonzzák a fehérvérsejteket, ezzel is segítve a természetes immunválaszt.
Ugyancsak a természetes immunválasz közremőködői a citokinek és a természetes ölősejtek. A citokinek a komplementrendszer enzimeihez hasonló fehérjék, a fehérvérsejtek szabályozásában, irányításában van szerepük. A természetes ölősejtek közvetlen kapcsolatba kerülnek az antigénekkel, azokat enzimekkel pusztítják el.
Adaptív (szerzett) immunválasz
Az adaptív immunrendszer működésében limfociták és az általuk kialakított antitestek játszanak fontos szerepet. A limfociták embrionális korban a csontvelőben jönnek létre, innen kerülnek a nyirokszövetekbe és a nyirokcsomókban található nyiroktüszőkbe, ahol antigénérzékeny sejtekké alakulnak. A limfociták antigénspecifikussá válnak, azaz csupán egy-egy antigén felismerésére specializálódnak ellentétben a monocitákkal és a granulocitákkal, amelyek a legtöbb antigént felismerik. Az antigénspecifikus sejtek (limfociták) azonban gyorsan osztódnak és klónozódnak, így működésük hatékonyabb.
Az antigénspecifikus nyiroksejtek közül két fontosat emelnénk ki. A T-limfociták fontos szerepet töltenek be az immunfolyamatok szabályozásában, de képesek az antigénnel összekapcsolódni és azokat elpusztítani. Működésük során memóriasejtek alakulnak ki, amelyek egy újabb fertőzés során sokkal gyorsabb immunreakciót biztosítanak. Képen: a T-limfociták egyik típusa, az ún. gyilkos (ölő) T-sejtek felismerik a vírusfertőzött sejtet (a csillag jelzi a vírust), majd hozzákapcsolódik, végül olyan anyagokat kezd termelni, amely a fertőzött sejt falát feloldják. Az immunreakciók ezen típusát sejtes (celluláris) immunválasznak nevezzük.
Sejtes immunválasz főként sejten belüli kórokozók, vírussal fertőzött sejtek és tumorsejtek elpusztítására irányul, és citotoxikus (méregtermelő) sajátságú sejtek aktiválódásával jár. Ilyen sejt lehetnek citotoxikus T-limfociták, természetes ölősejtek és makrofágok. A sejtes immunválasz valósul meg a gyulladási folyamatokban. Ennek során a bőr egyes sejtjei jelzik a sérülést és hisztamint adnak le. A továbbiakban a környező erek falának átjárhatósága fokozódik, így több fehérvérsejt jut a veszélyeztetett területre. A genny az elpusztult kórokozók és a szétesett, védekezésben elhalt fehérvérsejtek összessége.
A nyiroksejtek másik csoportja a bél mentén található nyirokszervekbe, nyirokcsomókba vándorol, itt alakulnak antigénérzékennyé. Ezek az ún. B-limfociták az antigént felismerve a nyirokszervekbe vándorolnak, ott klónozódnak és ún. plazmasejteket hoznak létre. A plazmasejtek immunglubulint (antitest) termelnek, amelyek a testfolyadékba kerülve egyesülnek az antigénnel és semlegesítik azt. Képen: a B-limfocitából kialakuló plazmasejt antitestet termel (immunglobulin), amely kapcsolódik az antigénhez, az antigént kötött antitestet a falósejtek felismerik, majd elpusztítják. Az immunreakciók ezen típusát antitestes (humorális) immunválasznak nevezzük.
Látható, hogy az idegen anyagok elleni védekezést a természetes és a szerzett immunitás szoros együttműködésben végzi.
Immunrendszer egészsége
Az immunrendszer betegségei
Szervezetünk saját anyagaival és sejtjeivel szemben nem indít immunválaszt, érvényesül az immuntolerancia. Ha azonban az immunrendszer egyes sejtcsoportjai felszabadulnak a gátlás alól és a test saját sejtjeit testidegen anyagként kezelik, azaz elkezdik az egészséges sejtek pusztítását autoimmun betegségről beszélünk. Ennek egyik típusa a cukorbetegség, amikor az immunrendszer sejtjei elpusztítják a hasnyálmirigyben az inzulint termelő sejteket.
Az allergiás betegségeknél az immunrendszer túlzott működése figyelhető meg. Bizonyos antigénekre fokozott immunválasszal reagál szervezetünk. Legismertebb az ekcéma, csalánkiütés, szénanátha, tüdőasztma. A reakció legsúlyosabb következménye az anafilaxiás sokk, amely a légutak gyors beszűkülésével, a keringési rendszer összeomlásával jár. A bélcsatorna ismert allergiás betegsége a tejérzékenység és a lisztérzékenység.
Természetesen az is előfordulhat, hogy az immunrendszer hiányosan működik. Az immunhiányos betegségek közül legismertebb az AIDS. A betegséget okozó HIV-vírus főként a T-limfocitákat pusztítja el.
10.5. Mit tudsz az AIDS-ről?
Milyen vírus okozza? Hogyan terjed? Hol alakult ki? Lappangási ideje? AIDS betegek száma a világon? Minek a rövidítése az AIDS?
10 .6. Nézz utána milyen daganatos betegségei vannak az immunrendszernek!
Védőoltások
Ha legyengített vagy elölt kórokozót juttatunk a szervezetbe, az immunrendszer beindítja ellenük a védekezési folyamatot. A fent ismertet folyamatok közül a memóriasejtek termelődése érdemel figyelmet, hisz ezeknek köszönhetjük, hogy egy újabb, valós fertőzés során immunrendszerük gyorsabban és sikeresebben reagál a kórokozóra. Ez az aktív immunizálás, mely betegségek megelőzésére szolgál. A passzív immunizálás során más szervezetben (pl.: lovak) termelődött antitesteket juttatnak a páciensbe. Az antitestek tulajdonképpen a páciens immunrendszerének működését pótolják vagy egészítik ki.
Oltás Életkor Megjegyzés Oltás Életkor MegjegyzésF
O
L
Y
A
M
A
T
O
SO
L
T
Á
S BCG 0-6. hét többnyire a szülészeti intézménybenK
A
M
P
Á
N
Y
O
L
T
Á
S DiPerTe + OPV 6. év ált.isk. I.o. HiB 2. hónap . Diftéria-tetanusz 11. év ált.isk. VI.o. szept. emlékeztető DiPerTe I/a + IPV 3. hónap . MMR újraoltás 11. év ált.isk. VI.o. okt. DiPerTe I/b + OPV 4. hónap . Hepatitis-B 14. év ált.isk. VIII.o. okt. DiPerTe I/c + OPV 5. hónap . Hepatitis-B 6 hónap múlva emlékeztető MMR + OPV 15. hónap . . . . . HiB 15. hónap emlékeztető . . . . DiPerTe II + OPV 3. év . . . . .Kórokozók és járványok
Milyen kórokozók vannak?
A vírusok mai ismereteink szerint nem élőlények. Nem élőlények hisz nincs önálló anyagcseréjük és önálló szaporodásra sem képesek. Származásuk magyarázatára több elmélet született, az egyik legelfogadottabb szerint a vírusok sejtekből kiszabadult, önállósult örökítőanyagok. A vírusok legalább kétféle alkotóból: nukleinsavból és fehérjékből épülnek fel. Míg az élővilágban örökítőanyagként egységesen a kétszálú DNS (dezoxiribonukleinsav, alsó kép)) terjedt el, addig léteznek olyan vírusok, amelyekben nem DNS, hanem RNS (ribonukleinsav) az örökítőanyag. Ez alapján osztjuk a vírusokat két csoportra: DNS és RNS vírusokra. A fehérjék biztosítják a vírusok egyedi alakját, amely többnyire igen szabályos, s további csoportosításra ad lehetőséget (helikális-spirális-középső kép, kubikális-szabályos sokszög-felső kép, binális-az előző két forma együttes megjelenése). Ezek a formák csak a vírus szabad, ún. virion formájában figyelhetők meg, akkor, amikor a vírus életjelenséget nem mutat. A vírusok általában csak egyféle sejtet tudnak megfertőzni, azaz gazdaspecifikusak. Vannak növényi (pl.: dohánymozaik), állati (pl.: száj- és körömfájás), emberi (pl.: mumpsz) és baktériumokat megretőző ún. bakteriofágok.
Vírusok, vírusfertőzés folyamata
A baktériumok a prokarióták közé tartoznak, azaz örökítőanyaguk nincs körülhatárolva külön hártyával. A vírusoknál nagyobbak, azonban egy átlagos (eukarióta) sejt méretét messze nem érik el (átlagosan 1-4 mikrométer), méretük akár 1000-szer is kisebb lehet egy emberi sejtnél. Alakjuk nagyon változatos: gömb (coccus-pl.: tüdőgyulladást okozó), pálcika (bacillus-pl.: TBC, szalmonella), csavar (spirillum-pl.: szifilisz, kolera).
10.7. Az ábra segítségével válaszolj a kérdésekre!
1. Mire szolgál az ostor?
2. Mit jelent az autrotróf és a heterotróf kifejezés?
3. Mi a tok feladata?
4. Mi a sejthártya szerepe?
5. Milyen parazita baktériumfajokat ismersz?
6. Mit jelent a szimbiózis kifejezés?
7. Milyen szimbionta baktériumokat ismersz? Mi a jelentőségük?
8. Milyen jelentősége van a baktériumoknak a talaj anyagforgalmában, az élelmiszeriparban, a gyógyszeriparban, a mezőgazdaságban?
9. Mit jelent az antibiotikum kifejezés?
10. Mit jelent az antibiotikum rezisztens kifejezés?
A szimbiózisról kicsit másképp
Az egysejtű eukarióták a prokariótákból alakultak ki, még nem tisztázott folyamat során. Keletkezésük magyarázatára a legelfogadottabb az endoszimbionta elmélet, mely szerint egy prokarióta sejt elvesztette sejtfalát, s különböző prokariótákat kebelezett be, a megmaradt membránja egyre jobban betüremkedett, a membrán egyes részei leszakadta, így belső membránrendszer alalkult ki. A bekebelezett prokarióták leszármazottai a színtestek, a mitokondriumok és az ostor is. Korábbi tanulmányaidban már olvastál a növényi és az állati egysejtűekről, utóbbiak közt kórokozó fajok is találhatók, pl.: álomkór ostoros, hüvelyostoros (Trichomonas).
A gombák az élővilág külön országát alkotják, életmódjuk sokban hasonlít a növényekére, de számtalan jelentős eltérés is megfigyelhető, talán a legfontosabb, hogy a növényekkel ellentétben heterotróf életmódot folytatnak. Számtalan parazita fajuk ismert, amelyek növényeket, állatokat, embert, sőt gombákat támadnak meg. Az anyarozs a rozs, illetve pázsitfűfélék virágait támadja meg, jelentős gazdasági károkat okozva (felső kép). Sajnos a hazai lakosság körében elterjedt a bőr és körömgomba (középső kép). Sir Alexander Fleming angol bakteriológus 1928-ban fedezte fel a Penicillium notatum (ecsetpenész) gomba antibiotikum hatású anyagát, a penicillint.
A világ legnagyobb élőlénye?
Járványok - fertőző betegségek
Napjaink talán legismertebb és legrettegettebb betegsége a HIV-vírus által okozott AIDS. A betegség az 1980-as évek közepétől ismert, világszerte járványszerűen terjed, ma Afrikában, Indiában és Délkelet-Ázsiában a legnagyobb mértékű a betegek számának növekedése. A betegség jelenleg gyógyíthatatlan.
A HIV (Human Immunodeficiency Virus) bizonyosan Afrikából származik, lappangási ideje rendkívül hosszú, a felnőtteknél átlagosan 10 év, ami azt is jelenti, hogy a nyilvántartott AIDS betegeknél feltehetően tízszer több HIV fertőzöttek száma. A HIV a nyiroksejteket, pontosan a T-limfocitákat támadja meg, de egyes falósejteket is elpusztít, így a szervezet védekezőrendszere összeomlik, a legenyhébb fertőzések is halálossá válnak.csak Afrikában 1 perc alatt 50 ember hal meg
AIDS-hez köthető betegségben.A vírus testnedvekkel terjed, legnagyobb koncentrációban a vérben, ondóban, hüvelyváladékban és az anyatejben van jelen. Európában eleinte a homoszexuálisok és az intravénás kábítószerélvezők közt terjedt.
HIV-fertőzöttek a világon - térkép (1994)
Afrika térkép10.8. Nézz utána hol végeznek Magyarországon HIV-szűrést!
10.9. Nézz utána hány AIDS-es, illetve hány HIV-fertőzött él hazánkban!
Anthrax - bakteriális eredetű betegség, amely leggyakrabban a bőr, ritkábban a tüdő, illetve a bél gyulladásos, ödémás elváltozását okozza. Természetes körülmények között állatról terjed emberre, a feljegyzések szerint már kr.e. 1500-ban Egyiptomban is pusztított. A kórokozó tokja antifagocita (bekebelező sejtek ellen védő) hatású, így az immunrendszer nem ismeri fel. A védőoltás 80-90%-os védettséget biztosít.
Az anthrax kórokozó könnyű tenyészthetősége, a spóra stabilitása, az előállítás rendkívül olcsó volta miatt potenciális biológiai fegyver. E szempontból fontos még a lakossági immunitás általános hiánya, valamint a légúti anthrax igen súlyos volta. Több mint 10 országról tételezik fel, hogy biológiai hadviselési programmal rendelkeznek.
A bioterrorizmus módszerei kiszámíthatatlanok lehetnek. A spórát porított anyagba keverve, postai küldeménnyel, levélben vagy épületek szellőzető (légkondicionáló) berendezésén keresztül juttathatják a célszemélyekhez, de számítani lehet nagy tömegek, városok ellen, fertőző anyagot tartalmazó lövedékek alkalmazására is. Számítások szerint nagyvárosok felett szétszórt, 100-500 kg anthrax spórának az életet pusztító hatása a hidrogénbombához hasonló.
Képen: anthrax fertőzött betegBárányhimlő - heveny, járványos, jóindulatú vírusbetegség. A vírus behatolási helye a felső légutak, ahonnan a véráram útján jutnak a bőrbe, ahol tovább szaporodva jellegzetes elváltozást okoznak. A betegséget követően egész életre szóló immunitás marad vissza. A betegek többsége 2-10 év közötti, felnőttek a tüneteket nehezebben viselik.
Képen: bárányhimlő
Képen: influenzavírusHepatitis - az esetek egy részében sárgasággal járó, fertőző májgyulladás, amelyet vírus okoz. Jelenleg 3 típusa különíthető el: hepatitis-A, hepatitis-B, hepatitis-C. Az A-variáns elsősorban légutakon terjed, míg a B-variáns testnedvekkel. Utóbbi jelentős veszélyt jelent az intravénás kábítószer élvezőkre, fertőzőképessége 1000-szeres a HIV vírusénak.
Képen: hepatitis-C vírusInfluenza - kórokozói az RNS-vírusok közé tartoznak, vagyis genomjukban RNS található. További közös jellemzőjük, hogy gazdasejten kívüli, ún. virion formájuk gömb alakú, 90-120 nm nagyságú. Az emberi influenzavírusoknak három típusa az A, B és C ismert (Orthomyxovirus influenzae-A, -B, -C hominis), de ezeknek számtalan altípusa van, gyakorlatilag évről évre újabb és újabb altípus fejlődik ki. Az influenzavírusnak egyéb formái is ismertek, amelyek nem embereket fertőznek, hanem például szárnyasokat. Az influenzavírus genetikai felépítése különösen érdekes, nem hasonlít egyetlen ma ismert élőlényére sem.
A valódi influenza jellemezője a láz és a végtagfájdalom. Az esetek többségében néhány napos kúrálással szervezetünk legyőzi a vírust. Mindezek ellenére a betegséget nem szabad lebecsülni! Csak Amerikában 30-60 millió ember kapja el évente, közülük 36 ezren, jobbára idősek, bele is halnak. A magas fertőzésveszély oka, hogy egyes influenzavírusok cseppfertőzés útján könnyen terjednek. Az influenzavírus taktikája az úgynevezett üss és fuss (hit & run) módszer. Ez azt jelenti, hogy a vírus nagyon gyorsan szaporodik el a szervezetben és mire az immunrendszer reagálni tud rá, már számtalan példányban sokszorosította is magát.
Napjaink legrettegettebb influenza vírusa a madárinfluenza.
Képen: a kolera baktériumaKanyaró - kiütéses vírusbetegség, amelyre lázas, hurutos és az ezt követő kiütéses szak jellemző. A vírus a légutakon keresztül jut a szervezetbe, a légutak hámjában, majd a környező nyirokcsomókban szaporodik. Elsősorban gyermekek fertőződnek meg, a felnőtt betegeknél a tünetek lefolyása erőteljesebb.
Kolera - bakteriális eredetű betegség, amely a tápcsatornát támadja meg, a baktérium által termelt toxin nagy mennyiségű só- és vízkiválasztást indít el. Terjedésének legfőbb tényezője a fertőzött víz, emellett fertőzött élelmiszerek. Hányást, hasmenést okozva nagymérvű só- és folyadékvesztést eredményez. A kolerás széklet mennyisége óránként az 1 litert is elérheti. A só- és folyadékvesztés következtében a vér mennyisége csökken, viszkozitása nő.
A kolera az indiai Brahmaputra és Gangesz vidékéről terjedt el, 1920-ig hat alkalommal söpört végig - Afrika kivételével - az egész világon. A legutolsó jelentősebb járvány 1961-ben Celebeszről indult.
Megelőzésének legalapvetőbb módja a megfelelő higiénia.
Malária - állati egysejtűek okozta betegség, amely a trópusi területeken fordul elő. A fertőzést bizonyos szúnyogfajok terjesztik. A maláriának több változata ismert, közös jellemzőjük a magas láz, fejfájás, levertség, olykor hányás és hasmenés.
Felső kép: maláriaszúnyog
Alsó kép: malária által felrobbantott májsejtekPestis - bakteriális betegség, amely a középkorban jelentős járványokat okozott. A betegség lefolyását gyulladás, láz, vérzékenység, shock és gyakran tudatzavar jellemzi. Két leggyakoribb formája a bubopestis, amely parazita csípésével kerül a nyirokszervekbe, ahol gennyes, vérzéses gyulladást okoz. A másik, a tüdőpestis, amely légutakon keresztül terjed, a nyirokcsomók mellett a tüdőt is megtámadja.
Napjainkban rágcsálók közt fordul elő leggyakrabban, érintett területek: Délkelet-Ázsia, Közel-Kelet, Közép- és Dél-Afrika, Közép- és Dél-Amerika.
Képen: középkori pestis orvos védőruhában
Rubeola - vírus okozta fertőzés, amely többnyire kiütésekkel jár. A légutak hámsejtjeiben tapad meg és ott szaporodik. Innen a véráram útján kerül a szervezetbe.
Skarlát - baktérium okozta heveny, ragályos, kiütéses fertőző betegség. Többnyire a légutakon keresztül kerül a szervezetbe, de traumás, égési, műtéti sebek és belső nemiszervek is lehetnek behatolási kapuk. A bekerülő kórokozó toxint termel, amely a hajszálerek működését bénítja, olykor hajszálérvérzéseket okoz.
antigén, nyirokkeringés, nyirok, természetes (veleszületett) és az adaptív (szerzett) immunitás, monocita, granulocita, komplementrendszer, citokinek, természetes ölősejt, limfocita, antitest, antigénspecifikus, memóriasejt, sejtes immunválasz, plazmasejt, immunglobulin, antitestes immunválasz, anafilaxiás sokk, immuntolerancia, autoimmun betegség, AIDS, aktív immunizálás, passzív immunizálás