Odporność organizmu zależy od zdolności odróżniania elementów własnego ustroju od elementów obcych. Do tej drugiej grupy należą patogeny, czyli drobnoustroje chorobotwórcze takie jak wirusy, bakterie i grzyby. Wnikają one do organizmu człowieka wraz z wdychanym powietrzem, przez układ pokarmowy, śluzówki a także uszkodzoną skórę. Na powierzchni każdego elementu patogennego pojawiającego się w organizmie znajdują się cząsteczki antygenu, które rozpoznawane przez układ odpornościowy, wyzwalają reakcję immunologiczną. Cząsteczki te, zwane antygenami mogą mieć postać związków wielkocząsteczkowych, takich jak białka, kwasy nukleinowe lub niektóre węglowodany.
Istnieją dwa rodzaje odporności:
Odporność wrodzona, czyli nieswoista ma za zadanie ochronę organizmu przed wnikaniem do niego groźnych drobnoustrojów i szybkiego niszczenia tych, którym udało się przedostać do jego wnętrza. Jest to podstawowa forma odporności każdego osobnika, uwarunkowana genetycznie.
Odporność nabyta, czyli swoista jest rodzajem odporności wykształconej wskutek styczności organizmu z rożnymi patogenami. Jej zadaniem jest rozpoznawanie i zwalczanie określonych, specyficznych antygenów. Wyróżniamy dwie drogi realizacji odporności swoistej. Pierwszą z nich jest odporność komórkowa, w której reakcja immunologiczna polega na bezpośrednim atakowaniu chorobotwórczego drobnoustroju przez limfocyty. Drugim rozwiązaniem jest odporność humoralna, polegająca na wytwarzaniu przez limfocyty specyficznych przeciwciał niszczących cząsteczki patogenne.
Mechanizmy odpornościowe organizmu muszą sprawnie działać na całym jego terenie i mieć możliwość szybkiego dotarcia do wszystkich narządów. Dlatego najważniejsze elementy odpowiedzialne za reakcję immunologiczną są związane z układem krwionośnym i limfatycznym.
Zaburzenia w funkcjonowaniu układu odpornościowego
Układ odpornościowy nie zawsze działa dobrze. Zdarza się, że mechanizmy obronne organizmu zostają uruchomione bez potrzeby, często powodując nawet szkody. Przykładem reakcji immunologicznej wywołanej przez zupełnie niegroźne antygeny jest alergia, czyli coraz powszechniejsze uczulenie. W tym przypadku wytwarzane są przeciwciała mające niszczyć alergeny, które u zdrowych ludzi nie powodują żadnej reakcji organizmu np. pyłki roślinne, cząsteczki pokarmowe, sierść zwierząt. Następstwem takiej nadwrażliwości układu odpornościowego może być katar sienny, reakcje skórne, astma alergiczna i inne niebezpieczne objawy.
Innym przykładem nieprawidłowego działania reakcji obronnych u ludzi jest choroba autoimmunizacyjna, polegająca na atakowaniu przez układ odpornościowy własnych tkanek. Takie zaburzenia tolerancji immunologicznej w stosunku do komórek własnego ustroju jest przyczyną licznych chorób, takich jak: reumatoidalne zapalenie stawów (gościec), cukrzyca insulinozależna, stwardnienie rozsiane czy anemia złośliwa.
AIDS chorobą układu odpornościowego
AIDS jest śmiertelną chorobą wywoływaną przez retrowirus HIV, atakującą układ odpornościowy. Polega na upośledzeniu reakcji obronnych organizmu, co w konsekwencji prowadzi do rozwoju groźnych dla życia infekcji drobnoustrojami patogennymi oraz rzadko spotykanych odmian nowotworów.
Wirus HIV po wniknięciu do organizmu dostaje się do zdrowych komórek, gdzie na bazie informacji zawartych w jego RNA, dzięki enzymowi zwanemu odwrotną transkryptazą, powstaje DNA. Następnie wnika ono do jądra komórkowego i tam zostaje włączone do materiału genetycznego gospodarza. Po pewnym czasie komórka sama zaczyna wytwarzać białka wirusowe niezbędne do rozprzestrzeniania się wirusa w organizmie. Ten proces nie tylko pozwala na syntezę elementów strukturalnych retrowirusa, ale i blokuje realizację zapisu informacji zawartej w DNA gospodarza.
Retrowirus HIV atakuje i niszczy pomocnicze limfocyty T konieczne do aktywacji limfocytów T i B, co powoduje znaczne upośledzenie funkcji obronnych organizmu. Skutkiem tak znacznie obniżonej odporności jest duża podatność chorych na patogenny, z którymi nie potrafią walczyć. Bardzo groźne okazują się nawet infekcje zupełnie nieszkodliwe dla dobrze działającego ustroju. Chorobie często towarzyszy też rozwój tkanek nowotworowych, a najbardziej charakterystycznym przykładem raka w przebiegu AIDS jest mięsak Kaposiego.
Głównym problemem w walce z AIDS jest szybkie tempo zmienności mutacyjnej retrowirusa HIV, co nie pozwala na wytworzenie skutecznej szczepionki ani leków. Nawet niewielkie zmiany struktury antygenu wirusa sprawiają, że środki farmaceutyczne dobrze działające na inny szczep będą zupełnie bezużyteczne. Nadal prowadzi się więc intensywne badania laboratoryjne mające na celu znalezienie tak oczekiwanego rozwiązania. Skala choroby jest bowiem ogromna i pomimo coraz lepszej wiedzy na temat np. możliwości przenoszenia się wirusa i zagrożenia jakie ze sobą niesie, nadal bardzo szybko się rozprzestrzenia. Biorąc pod uwagę tak znaczny zakres ilościowy, jak i terytorialny AIDS, zrozumiałe jest określenie go jako pandemii.
Reakcje układu odpornościowego na przeszczepy
Rozpoznawanie przez układ odpornościowy obcych antygenów stanowi utrudnienie w przeprowadzaniu transplantacji, lecz problem stanowią tylko przeszczepy organów od innych osób, przeszczepy narządów odzwierzęcych lub wszczepianie sztucznie skonstruowanych urządzeń. W przypadku autoprzeszczepu tkanka przeniesiona zostaje z jednego fragmentu ciała w inny np. przy oparzeniach skóry. W takiej sytuacji układ odpornościowy rozpoznaje przeszczepiany element jako część własnego organizmu i nie rozpoczyna reakcji obronnej. Z powodzeniem można również przeszczepiać tkanki i narządy organizmów bliźniaczych, mających taki sam materiał genetyczny. Nie różnią się bowiem antygenami zgodności tkankowej. Przeszczepianie organów od innych, nie spokrewnionych ludzi niesie za sobą ryzyko uruchomienia reakcji immunologicznej niszczącej nową tkankę, powodującej odczyny zapalne a w rezultacie odrzucenie przeszczepu. Dlatego przed każdą transplantacją wykonywane są testy zgodności tkankowej. Narządy są bardzo starannie dobierane, tak by różnice między antygenami dawcy i biorcy były jak najmniejsze.
Transplantologia jest obecnie prężnie rozwijającą się dziedziną medycyny, pozwalającą na udane przeszczepy nawet bardzo skomplikowanych narządów takich jak serce czy płuca. Intensywne badania prowadzone są także nad możliwościami wykorzystania organów modyfikowanych genetycznie zwierząt.
Reakcje układu odpornościowego na transfuzje i konflikt serologiczny
Niebezpieczną reakcję immunologiczną może spowodować także transfuzja krwi o nieodpowiedniej grupie. W wyniku mechanizmu odpornościowego czerwone krwinki mogą ulec aglutynacji, czyli zlepieniu się, co może być tragiczne w skutkach. Szczególny przypadek stanowi grupa AB, gdyż jej posiadacze nie mają we krwi przeciwciał anty-A, ani anty-B. Dlatego noszą oni miano uniwersalnych biorców. Podobnie, wyjątkową sytuację mają posiadacze grupy 0, którą można bezpiecznie mieszać z każdą inną grupą krwi (uniwersalny dawca). Jednak powyższe założenia są raczej teoretyczne i w rzeczywistości do transfuzji używa się przeważnie krwi o pełnej zgodności grup.
W krwi obecny jest również układ antygenów Rh, z których najważniejszym jest antygen D. Zdecydowana większość ludzi należących do białej rasy posiada krew typu Rh(+), czyli zawierającą wspomniany antygen. Pozostała grupa, mająca krew Rh(-) zaczyna wytwarzać przeciwciała zwalczające antygen D po zetknięciu się ich krwi z krwią typu Rh(+). To zjawisko jest szczególne ważne dla kobiet planujących zajść w ciążę. Może bowiem wystąpić niezgodność czynnika Rh, czyli tzw. konflikt serologiczny. Jeżeli matka ma grupę krwi Rh(-), a ojciec dziecka Rh(+), niemowę może odziedziczyć po ojcu obecność antygenu D. Krew matki przeważnie nie miesza się z krwią płodu, jednak w wyjątkowych sytuacjach np. infekcjach wirusowych czy podczas porodu niewielkie ilości krwi dziecka mogą przedostać się do krwioobiegu kobiety. Jej układ odpornościowy wytwarza wówczas przeciwciała mogące wyrządzić duże szkody w organizmie płodu podczas tej lub kolejnej ciąży. Obecnie u kobiet, które mają grupę krwi Rh(-) tuż po porodzie podaje się preparat zawierający przeciwciała wychwytujące erytrocyty płodu zanim zdążą uczulić limfocyty matki. Są one później dość szybko usuwane z organizmu kobiety i w przypadku następnej ciąży płód nie jest zagrożony uszkodzeniem przez przeciwciała.
