Pandemia wywołana przez wirusa SARS-CoV-2 spowodowała wzrost zainteresowania tematyką chorób zakaźnych i sposobów walki z nimi. Jak reaguje nasz własny organizm na zetknięcie z patogenami? Jakie wrodzone mechanizmy obronne posiada człowiek, a jakie wykształcają się dopiero po zetknięciu z nowym drobnoustrojem? Czy każda infekcja kończy się chorobą? Te i inne informacje znajdziesz w naszym artykule.

Czym jest zakażenie (infekcja)?

Pojęcie „zakażenie” definiowane jest jako wtargnięcie do organizmu obcego drobnoustroju – niezależnie od tego, czy wywołuje on chorobę, czy jest przyczyną bezobjawowej kolonizacji. Warto wiedzieć, że zakażenie może być spowodowane przez bakterie, wirusy i grzyby. Natomiast w odniesieniu do pasożytów używa się określenia „zarażenie”.

Pierwsza linia obrony – bariery zewnętrzne

Infekcja nie jest zjawiskiem dla nas pozytywnym, więc organizm stara się przed nią uchronić. Pierwszą przeszkodę stanowią bariery mechaniczne, chemiczne, biologiczne oraz odruchy czynnościowe.

  • Skóra i błony śluzowe stanowią hamulec mechaniczny.
  • Peptydy antybakteryjne (np. β-defensyny),  lizozym, fosfolipaza A, kwas żołądkowy, proteazy, kwasy tłuszczowe to przykłady barier chemicznych. Przed obcymi mikroorganizmami zabezpiecza nas także własna flora fizjologiczna zasiedlająca przewód pokarmowy, drogi moczowo płciowe czy skórę.  
  • Odruchy czynnościowe, takie jak kaszel, kichanie, łzawienie, perystaltyka jelit pomagają pozbyć się intruza, zanim zdoła zasiedlić nasz organizm lub wywołać objawy chorobowe.

Druga linia obrony – odporność wrodzona

Jeżeli patogenom uda się pokonać pierwszą linię obrony, odzywa się nasza odporność wrodzona. Pobudzenie układu immunologicznego odbywa się za sprawą fragmentów drobnoustrojów zwanych antygenami. Niezwykle złożony układ immunologiczny ma zdolność odróżniania własnych komórek od obcych, które traktuje jako niepożądanych intruzów. Do gry wchodzą komórki fagocytujące (monocyty, makrofagi, granulocyty) i „współpracujące” z nimi białka (układ dopełniacza, interferony, defensyny, laktoferyna, katepsyna).

  • Układ dopełniacza – jest szczególnie istotny w przypadku zakażeń bakteryjnych. Białka szybko docierają do zaatakowanego miejsca i uruchomiają reakcję zapalną. Są odpowiedzialne za  przyciąganie tzw. komórek żernych (neutrofili, makrofagów), stymulują uwalnianie histaminy, opłaszczają patogeny ułatwiając zadanie komórkom żernym, niszczą patogeny
  • Interferon – jest niezwykle ważny w sytuacji, gdy infekcja jest spowodowana przez wirusy. Rozpoczyna ochronę komórek sąsiadujących z komórkami zakażonymi wirusem, poprawia prezentację antygenu, blokuje miejscową replikację wirusa, zapoczątkowuje ogólnoustrojową odpowiedź przeciwwirusową
  • Komórki fagocytujące – zwane są również żernymi, ze względu na swoje zdolności do wyszukiwania i pożerania obcych cząstek. Najważniejsze wśród nich są:

Neutrofile – główny składnik odpowiedzi przeciwbakteryjnej, uczestniczą w powstaniu odczynu zapalnego. Żyją krótko, a martwe komórki są głównym składnikiem ropy

Makrofagi – żyją dłużej od neutrofili, aktywują odpowiedź ostrej fazy i zapalnej. Ponadto produkują interleukiny, TNF-α, TNF-β i INF- α, prezentują antygen komórkom T CD4

Komórki dendrytyczne – produkują cytokiny, INF-α, zapoczątkowują odpowiedź immunologiczną

Trzecia linia obrony – odpowiedź swoista

W swoistej odpowiedzi immunologicznej podstawową rolę odgrywają limfocyty – jeden z rodzajów leukocytów. Powstają one w szpiku kostnym, skąd migrują do różnych części układu limfatycznego. Na powierzchni posiadają receptory rozpoznające obce substancje.

Prezentacja antygenu

Przed rozwinięciem swoistej odpowiedzi immunologicznej niezbędne jest zaprezentowanie antygenów limfocytom T przy udziale zespołu białek głównego układu zgodności tkankowej (MHC).

  • MHC klasy I – prezentują antygeny limfocytom T cytotoksycznym, uczestniczą w obronie przed patogenami wewnątrzkomórkowymi (np. wirusami), komórka prezentująca antygen jest zabijana.
  • MHC klasy II – prezentują antygeny limfocytom T pomocniczym, aktywują limfocyty, które następnie wpływają na regulację odpowiedzi immunologicznej, nie dochodzi do śmierci komórki prezentującej antygen.
  • Prezentacja krzyżowa – pobudzenie zarówno limfocytów Th, jak i limfocytów Tc, określone komórki, prezentują antygeny jednocześnie na MHC obu klas i nie są zabijane przez limfocyty Tc.

Rodzaje swoistej odpowiedzi immunologicznej

Odpowiedź humoralna – ma związek z przeciwciałami wytwarzanymi przez limfocyty B. Przeciwciała chronią przed powtórnym wnikaniem patogenu, jego rozprzestrzenianiem się w krwi i pomagają eliminować drobnoustrój z organizmu.

Rodzaje przeciwciał:

  • IgA – dominują w błonach śluzowych, gdzie neutralizują antygeny, w surowicy pełnią rolę uzupełniającą
  • IgM – przeciwciała 1-szej fazy odpowiedzi immunologicznej, ich pojawienie powiązane jest głównie z pierwotną odpowiedzią immunologiczną
  • IgG – przeciwciała 2-giej fazy, mogą świadczyć o przebyciu zakażenia, są elementami pamięci immunologicznej
  • IgE – maja znaczenie przy diagnostyce chorób pasożytniczych i alergii

Odpowiedź komórkowa – warunkowana przez limfocyty T, zdolne do bezpośredniego niszczenia drobnoustrojów.

Rodzaje limfocytów:

  • Limfocyty T 
    • Limfocyty pomocnicze Th – wspomagają odporność humoralną i komórkową, aktywując  limfocyty B oraz limfocyty T. Rozpoznają antygeny związane z białkami MHC klasy II.
    • Limfocyty cytotoksyczne Tc – atakują komórki organizmu zakażone drobnoustrojami: wirusami, czasem bakteriami. Rozpoznają antygeny związane z białkami MHC klasy I.
  • Limfocyty B
    • Ich podstawową funkcją jest wytwarzanie przeciwciał, maja również zdolność prezentacji antygenu komórkom T.

Pamięć immunologiczna

Po przejściu choroby zakaźnej w naszym organizmie pozostają niewielkie ilości przeciwciał,  a także limfocyty pamięci B i T. Limfocyty pamięci B i T mają dużo dłuższą żywotność niż przeciwciała.

Dzięki pamięci immunologicznej przy powtórnym spotkaniu z patogenem reakcja organizmu jest dużo szybsza niż przy pierwszym kontakcie, co może zapobiec pojawieniu się choroby lub w znacznym stopniu ograniczyć jej objawy kliniczne.

Infekcja – diagnostyka laboratoryjna

Objawy kliniczne choroby, szczególnie w zestawieniu z kryteriami epidemiologicznymi,  mogą wskazywać na zakażenie, ale pełne potwierdzenie infekcji można uzyskać dzięki zestawieniu objawów z wynikami badań laboratoryjnych.

O istniejącym zakażeniu mogą świadczyć odstępstwa w morfologii krwi, podwyższony poziom CRP czy prokalcytoniny.

Odpowiednio dobrane badania mogą nie tylko wskazać na toczący się w organizmie proces infekcji, ale również zidentyfikować patogen, który jest przyczyną choroby. Do tego typu oznaczeń wykorzystuje się metodę posiewów materiału pobranego z miejsca zakażenia, metody serologiczne służące wykrywaniu antygenów oraz przeciwciał, czy metody genetyczne, których celem jest zidentyfikowanie materiału genetycznego drobnoustroju.

Więcej informacji na temat badań znajdziesz na stronie alablaboratoria.pl oraz na naszym kanale YouTube.