Şeyma BULUT - Biyoteknoloji Anabilim Dalı, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Bezmialem Vakıf Üniversitesi
Bağışıklık sistemi; cilt, solunum yolları ve bağırsak sistemi başta olmak üzere birçok dokuyu mikrop, virüs, kanser hücreleri veya toksinler gibi yabancı antijenlerden korumak için işlev gören bir dizi süreçleri kapsamaktadır. İnsanları enfeksiyondan koruyan yapısal ve kimyasal koruma mekanizmaların ötesinde, bağışıklık sistemi, iki “savunma sistemi” olarak görülebilir:[1] ● Doğal bağışıklık ● Kazanılmış bağışıklık
Doğal bağışıklık, vücuda giren bir patojene karşı ilk savunma hattını oluşturmaktadır. Konakçı tarafından bir antijenle karşılaştıktan hemen sonra veya saatler içinde antijenden bağımsız (spesifik olmayan) bir savunma mekanizmasıdır. Doğal bağışıklık tepkisinin immünolojik hafızası yoktur ve bu nedenle, vücudun gelecekte aynı patojene maruz kalması durumunda patojeni tanıyamaz veya "ezberleyemez". Öte yandan, kazanılmış bağışıklık, antijene bağımlı ve antijene özgüdür. Bu nedenle, antijene maruz kalma ile maksimum yanıt arasında bir gecikme süresi içerir. Kazanılmış bağışıklığın ayırt edici özelliği, konakçının daha sonra antijene maruz kalması üzerine daha hızlı ve etkili bir bağışıklık tepkisi oluşturmasını sağlayan bellek kapasitesidir. Doğal ve kazanılmış bağışıklık, savunma sistemi kapsamında birbirinin tamamlayıcısıdır; her iki sistemde de oluşabilecek kusurlar, antijene karşı tepkisizliğe veya uygun olmayan yanıtlara neden olmaktadır.[2-4] Bağışıklık Sistemi Yabancı Antijeni Nasıl Tanır Bağışıklık sisteminin hangi partiküllerin yabancı, hangilerinin vücudunun bir parçası olduğunu belirleyebilmesi gerekir.[5]
Protein ve diğer moleküller gibi kendisine ait maddeler vücudun bir parçası olan veya vücut tarafından üretilen maddeler bağışıklık sistemi tarafından yabancı olarak algılanmamaktadır. Bu ürünler kan dolaşımında veya diğer dokularda bulunabilirler. Bu maddeler immün sisteminin hedefi olmamalı veya immün sistem tarafından yok edilmemelidirler. İmmün sisteminin kendine ait ürünlere tepki göstermemesi tolerans olarak adlandırılmaktadır.[3, 4]
Kendisine ait olmayan maddeler vücudu oluşturmayan ve potansiyel olarak zararlı olan maddeleri ifade etmektedir. Yabancı olarak algılanan bu maddeler; bakteri, virüs, parazit, polen, toz veya toksik kimyasallar olabilir. Bakteri, virüs ve parazitler gibi bulaşıcı veya patojenik olan, kendisine ait olmayan partiküller ve yabancı cisimler, vücutta hasara neden olacağına karşı sinyal içeren antijen adı verilen proteinler üretmektedir.[3]
Antijenler bağışıklık sisteminde tepkiye neden olan her şeydir. Antijenler bakteri, virüs, mantar ve parazit gibi patojenlere veya patojenlerin eksprese ettiği daha küçük proteinler olabilmektedir. Antijenler, patojenlerin varlığını bağışıklık sisteminize bildiren her patojen için bir isim etiketi gibidir. Bazı patojenler genel olduğu gibi bazıları ise oldukça spesifiktir. Genel bir antijen “Ben tehlikeliyim” diye uyarırken spesifik bir antijen "Ben mide bağırsak sisteminde enfeksiyona neden olacak bir bakteriyim" veya "Ben grip virüsüyüm" dediği sinyallerdir.[6]
Sitokinler hücre sinyali veya hücreden hücreye iletişim için kullanılan moleküllerdir. Sitokinler, komşu veya daha uzaktaki hücrelerle immün yanıtın başlatılacağını aktarmak için kullanılan kemokinler ile benzerdir. Sitokinler aynı zamanda vücudun spesifik bölgeye hücre hareketini tetiklemek için de kullanılmaktadır.[7] Kemokinler enfekte olmuş hücreler tarafından salınan bir sitokin türüdür. Enfekte konakçı hücreler immün yanıtı başlatmak ve komşu hücreleri bu tehdite karşı uyarmak için kemokinler salgılamaktadır. Doğal Bağışıklık Doğal bağışıklık, bir patojen tespitinin hemen sonrasında aktive edilebilen enfeksiyona karşı yapılan savunmalardır. Doğal bağışıklık temel olarak virüs, bakteri, parazit ve vücudun dışındaki diğer yabancı partiküllerin yayılmasını, vücuda taşınmasını engellemeyi amaçlayan engellerden oluşmaktadır.[8] İmmün sistem; ● Fiziksel engel: cilt, mide-bağırsak sistemi, solunum sistemi, kirpik ve diğer vücut kılları vs., ● Savunma Mekanizması: salgı, mukus, tükürük, mide asidi, ter, gözyaşı, vs., ● Genel immün yanıt: inflamasyon ve spesifik olmayan hücresel yanıt, ● İnflamatuar yanıt: bölgedeki kan akışını artırarak bağışıklık hücrelerini enfeksiyon bölgesinde toplama gibi süreçleri içermektedir. Doğal bağışıklık sistemi antijen ve onların kimyasal ürünlerinin varlığı ile aktive edilir. Doğal Bağışıklık Sistemi Hücreleri Vücudu savunmak ve korumak için birçok beyaz kan hücresi veya lökosit tipi bulunmaktadır. Lökositler, vücudu kontrol etmek için dolaşım sistemi yolu ile hareket ederler.[6] Doğal bağışıklık sisteminin lökositleri:
Fagosit: Faogistler veya fagositik hücreler immun yanıtta fagositlerin rolünü tanımlayan fagosit hücreyi sindirmek anlamına gelir. Fagositler vücutta dolaşarak bakteri ve virüs gibi potansiyel tehditleri sindirmek ve ortadan kaldırmak için vücutta dolaşırlar.[9]
Makrofaj: Makrofajlar kılcal damarların duvarları boyunca hareket ederek dolaşım sisteminden ayrılabilen etkili fagositik hücrelerdir. Dolaşım sistemi dışında dolaşma yeteneği makrofajların kısa sürede patojenleri yakalamasına izin vermesi bakımından önem taşımaktadır. Makrofajlar aynı zamanda diğer hücreleri patojen içeren bir alana sinyal göndermek için sitokinleri serbest bırakabilmektedir.[9]
Mast hücreleri: Mast hücreleri mukus zarlarında ve bağ dokusunda bulunmaktadır. Yara iyileşmesi ve inflamatuar yanıt ile patojenlere karşı savunma için oldukça önemlidir. Mast hücreleri aktive edildiğinde kimyasal moleküller içeren sitokinler ve granüller salgılarlar. Histamin gibi moleküller kan damarlarının genişlemesine, kan akışının artmasına ve enfeksiyon bölgesine yoğunlaşmasına neden olmaktadır. Bu süreç boyunca salgılanan sitokin, nötrofil ve makrofaj gibi diğer bağışıklık hücrelerini enfeksiyon bölgesine doğru ilerlemeleri veya dolaşımdaki tehditlere karşı tetikte olmaları için uyaran haberci hizmeti görevi görmektedir.[10]
Nötrofil: Nötrofiller sitoplazmalarında granüller içerdiğinden aynı zamanda granülosit olarak sınıflandırılan fagositik hücrelerdir. Bu granüller bakteri ve mantarlar için oldukça toksiktir, üremelerini durdurmalarına veya temas halinde ölmelerine neden olmaktadır.[9]
Ortalama sağlıklı bir yetişkine ait kemik iliği, her gün yaklaşık 100 milyon nötrofil üretmektedir. Nötrofiller tipik olarak enfekte olmuş bölgeye ilk ulaşan hücrelerdir çünkü herhangi bir zamanda dolaşımda sayıca çok fazladırlar.
Eozinofil: Eozinofiller çok hücreli parazitleri hedef alan granülositlerdir. Eozinofiller, çok hücreli parazitleri hedef alan granülositlerdir. Eozinofiller, bakteri ve parazitleri öldüren bir dizi toksik protein ve serbest radikal salgılar. Toksik protein ve serbest radikallerin kullanılması alerjik reaksiyonlar sırasında doku hasarına da neden olur, bu nedenle eozinofiller tarafından aktivasyon ve toksin salınımı, herhangi bir gereksiz doku hasarını önlemek için düzenlenmesi oldukça önemlidir.[9]
Eozinofiller beyaz kan hücrelerinin yalnızca %1-6’sını oluştururken timüs, gastrointestinal sistem, ovaryum, uterus, dalak ve lenf nodları dahil birçok dokuda bulunabilirler.[11]
Bazofil: Bazofiller çok hücreli parazitlere karşı tepki gösteren granülositlerdir. Bazofiller, mast hücreleri gibi histamin salgılarlar. Histamin kullanımı bazofilleri ve mast hücrelerini alerjik bir yanıt oluşturmada önemli faktörler haline getirmektedir.[12] Doğal Katil hücreleri: Doğal Katil hücreleri doğrudan patojenlere saldırmak yerine enfeksiyonun yayılmasını durdurmak için enfekte olmuş konakçı hücreyi yok ederler. Enfekte veya riskli konakçı hücreler, spesifik reseptörlerin ekspresyonu ve antijen sunumu yoluyla yıkım için doğal öldürücü hücreleri işaret edebilirler.[12]
Dendritik hücreler: Dendritik hücreler dokularda bulunan ve deri yoluyla, burnun iç mukozal tabakası, akciğerler, mide ve bağırsaklar yoluyla dış ortamlarla temas edebilen antijen sunan hücrelerdir. Dendritik hücreler ilk enfeksiyon için ortak noktalar olan dokularda bulunduğundan, tehditi tanımlayabilir ve antijen sunumu ile bağışıklık sisteminin geri kalanı için mesajcı olarak rol hareket edebilirler. Dendritik hücreler aynı zamanda doğal ve edinilmiş bağışıklık sistemi arasında köprü olarak görev alırlar.[13]
Kompleman Sistemi Kompleman Sistemi immün yanıtın diğer yönlerini tamamlayan bir mekanizmadır. Tipik olarak kompleman sistem doğal bağışıklığın bir parçası olarak görev almasına rağmen ihtiyaç halinde edinilmiş bağışıklık sistemi ile birlikte çalışabilmektedir.[14]
Kompleman sistemi aktif olmadığında kanda dolaşan çeşitli proteinlerden oluşmaktadır. Aktive edildiklerinde bu proteinler aşağıdaki adımları başlatan kompleman sistemini başlatmak için bir araya gelirler.[14]
Opsonizasyon, yabancı partiküllerin fagositoz için işaretlendiği bir süreçtir. Tüm yollar, mevcut bir tehdit olduğuna işaret etmek için bir antijen gerektirir. Opsonizasyon, enfekte olmuş hücreleri etiketler ve aynı antijenleri ifade eden dolaşımdaki patojenleri tanımlar.
Kemotaksis: Kemotaksis, makrofajların kimyasal bir sinyale çekilmesi ve hareketidir. Kemotaksis, makrofajları ve nötrofilleri enfeksiyon bölgesinde bir araya getirmek için sitokinler ve kemokinler kullanır ve bölgedeki patojenlerin yok edilmesini sağlar. Bağışıklık hücrelerini tanımlanmış patojenlerin bulunduğu alana getirerek, tehditlerin yok edilmesi ve enfeksiyonun tedavi edilmesi olasılığını artırır.
Hücre Lizizi: Lizis, bir hücre zarının parçalanması veya yok edilmesi anlamına gelmektedir. Kompleman sistemin proteinleri, yabancı hücrelerin zar yapısını bozarak patojenin bütünlüğünü bozar. Yabancı hücrelerin veya patojenlerin zarını yok etmek, çoğalma yeteneklerini zayıflatır ve enfeksiyonun yayılmasını durdurmaya yardımcı olur.
Aglütinasyon: Aglütinasyon, patojenleri kümelemek ve birbirine bağlamak için antikorlar kullanır. Aynı bölgede birçok patojeni bir araya getirerek, bağışıklık sisteminin hücreleri bir saldırı düzenleyebilir ve enfeksiyonu zayıflatabilir. Diğer doğal bağışıklık sistemi hücreleri, kümelenmemiş ve yıkıma bağlanmamış diğer patojenleri takip etmek için vücutta dolaşmaya devam eder.
Kompleman sistemi adımları, antijenleri büyük kümeler halinde yerleştirilmesini ve uzaklaştırılmasını kolaylaştırarak, bağışıklık sisteminin diğer fonksiyonlarını tamamlayabilmesini kolaylaştırmaktadır.[14]
Referanslar
1. Delves, P.J. and I.M. Roitt, The immune system. New England journal of medicine, 2000. 343(1): p. 37-49.
2. Turvey, S.E. and D.H. Broide, Innate immunity. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 2010. 125(2): p. S24-S32.
3. Bonilla, F.A. and H.C. Oettgen, Adaptive immunity. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 2010. 125(2): p. S33-S40.
4. Murphy, K. and C. Weaver, Janeway's immunobiology. 2016: Garland science.
5. Parkin, J. and B. Cohen, An overview of the immune system. The Lancet, 2001. 357(9270): p. 1777-1789.
6. Beutler, B., Innate immunity: an overview. Molecular immunology, 2004. 40(12): p. 845-859.
7. Martinon, F., A. Mayor, and J. Tschopp, The inflammasomes: guardians of the body. Annual review of immunology, 2009. 27: p. 229-265.
8. Frank, M.M., Complement disorders and hereditary angioedema. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 2010. 125(2): p. S262-S271.
9. Iwasaki, A. and R. Medzhitov, Control of adaptive immunity by the innate immune system. Nature immunology, 2015. 16(4): p. 343-353.
10. Metz, M., et al., Mast cells, basophils, and mastocytosis, in Clinical Immunology. 2013, Elsevier. p. 284-297.
11. Uhm, T.G., B.S. Kim, and I.Y. Chung, Eosinophil development, regulation of eosinophil-specific genes, and role of eosinophils in the pathogenesis of asthma. Allergy, asthma & immunology research, 2012. 4(2): p. 68-79.
12. Stone, K.D., C. Prussin, and D.D. Metcalfe, IgE, mast cells, basophils, and eosinophils. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 2010. 125(2): p. S73-S80.
13. Banchereau, J. and R.M. Steinman, Dendritic cells and the control of immunity. Nature, 1998. 392(6673): p. 245-252.
14. Nesargikar, P., B. Spiller, and R. Chavez, The complement system: history, pathways, cascade and inhibitors. European Journal of Microbiology and Immunology, 2012. 2(2): p. 103-111.
15. Khan Academy, Innate immunty, E.T:27.12.20.