Limfocīti un antivielas: kā tie ir saistīti

Visi limfocīti sākas sarkanajās kaulu smadzenēs (medulla ossium rubra) no kopīgas cilmes šūnas. Daļa tur arī nobriest, un no kaulu smadzeņu latīniskā un vēsturiskā apzīmējuma nāk burts B. Cita daļa ar asinīm nonāk aizkrūts dziedzerī (thymus), tur iziet stingru atlasi un kļūst par T limfocītiem.

Pēc nobriešanas limfocīti neuzturas tikai asinīs. Lielākā to daļa atrodas limfoīdajos orgānos: limfmezglos (nodi lymphoidei), liesā (lien), mandelēs (tonsillae) un zarnu sieniņas limfoīdajos audos. Asinis šīm šūnām ir transporta ceļš, nevis dzīvesvieta, un tieši tāpēc asins analīzē redzamais limfocītu skaits atspoguļo tikai nelielu daļu no kopējā.

Limfmezglā ir skaidrs darba dalījums. Perifērijā ir folikuli, kur pulcējas B limfocīti un kur infekcijas laikā veidojas dīgļcentri, bet dziļāk, paracentrālajā zonā, uzturas T limfocīti. Tieši šis izkārtojums ļauj abiem šūnu veidiem satikties un sadarboties, un tieši dīgļcentru palielināšanās padara limfmezglus taustāmus infekcijas laikā.

Antivielas molekulu veido četras olbaltumvielu ķēdes: divas garās jeb smagās un divas īsās jeb vieglās. Tās savienotas ar sēra tiltiņiem tā, ka veidojas Y burta forma. Katras rokas galā atrodas mainīgais apgabals, un tieši tas nosaka, pie kā konkrētā antiviela pieķersies.

Y burta kāts ir pastāvīgs un nosaka antivielas klasi. Šo daļu atpazīst citas imūnsistēmas šūnas un komplementa sistēma, tāpēc kāts izšķir, kas ar piesaistīto mērķi notiks tālāk: vai to aprīs makrofāgs, vai tas tiks sagrauts, vai arī izraisīs alerģisku reakciju.

Antiviela mērķi neiznīcina pati. Tā piesaistās, un pēc tam notiek viens no trim iznākumiem. Neitralizācijā antiviela vienkārši aizsedz vīrusa vai toksīna aktīvo daļu. Opsonizācijā tā apvelk mikrobu un padara to pievilcīgu rijējšūnām. Komplementa aktivācijā tā iedarbina fermentu kaskādi, kas mikroba apvalku izjauc.

Katrs B limfocīts jau pirms jebkādas saskarsmes ar infekciju nes uz virsmas savu unikālo receptoru, kas būtībā ir tā paša antiviela, iestiprināta šūnas apvalkā. Organismā vienlaikus eksistē milzīga šādu variantu daudzveidība, kas rodas gēnu fragmentu pārkārtošanās ceļā. Tāpēc imūnsistēma antivielu nevis izgudro pēc vajadzības, bet izvēlas no jau gatava sortimenta.

Tālākais process ir atlase un pastiprināšana. Šūna, kuras receptors mērķim pieder vislabāk, saņem signālu dalīties, un tās pēcteči pārņem to pašu specifitāti. Dīgļcentrā notiek vēl viens solis, kurā receptora mainīgajā daļā notiek biežas nelielas izmaiņas, un izdzīvo tie varianti, kas mērķim piesaistās ciešāk. Tāpēc atkārtotā saskarsmē antivielas ir ne tikai vairāk, bet arī labākas.

1. B limfocīts ar savu virsmas receptoru saista antigēnu.
2. Šūna antigēna fragmentu parāda T palīgšūnai un saņem no tās apstiprinošu signālu.
3. B šūna sāk dalīties, un limfmezglā veidojas dīgļcentrs.
4. Daļa pēcteču kļūst par plazmas šūnām, kas izdala antivielas asinīs.
5. Cita daļa kļūst par atmiņas šūnām, kas gaida nākamo saskarsmi.

Vairumam olbaltumvielu antigēnu B šūna viena pati pilnvērtīgu atbildi nesāk. Tai vajadzīgs otrs signāls no T palīgšūnas, kas apliecina, ka mērķis tiešām ir draudīgs. Tieši šis divu atslēgu princips pasargā organismu no tā, ka imūnsistēma sāk ražot antivielas pret visu, kas gadās ceļā.

T palīgšūnas nosaka arī to, kuras klases antivielas tiks ražotas. Atkarībā no signālu vides B šūna pārslēdzas no IgM uz IgG, IgA vai IgE. Tāpēc zarnu gļotādā dominē IgA, bet alerģiskā reakcijā parādās IgE, lai gan sākumpunkts abos gadījumos ir tāds pats B limfocīts.

T citotoksiskās šūnas darbojas pavisam citādi. Tās neražo neko izdalāmu, bet iznīcina organisma paša šūnas, kas inficētas ar vīrusu vai kļuvušas ļaundabīgas. Tieši tāpēc pret vīrusu infekcijām ar antivielu līmeni vien imunitāti novērtēt nevar.

Pirmajā saskarsmē ar patogēnu antivielas parādās ar aizkavēšanos, to ir maz un tās galvenokārt pieder IgM klasei. Atkārtotā saskarsmē ar to pašu mērķi atbilde ir daudz ātrāka, spēcīgāka un ar pārsvarā IgG klases antivielām. Šo atšķirību nosaka atmiņas šūnas, kas no pirmās reizes palikušas limfmezglos.

Vakcinācija izmanto tieši šo mehānismu: tā rada pirmo saskarsmi ar drošu antigēnu, lai īstā saskarsme jau būtu otrā. Daļa plazmas šūnu pārceļas uz kaulu smadzenēm un tur var izdalīt antivielas gadiem ilgi, tāpēc aizsardzība pastāv arī bez atkārtotas saskarsmes.

Atsevišķi jāmin pasīvā imunitāte. Tā ir gatavu antivielu saņemšana no cita organisma, nevis pašu ražošana. Tā notiek dabiski, kad mātes IgG šķērso placentu un IgA nonāk mātes pienā, un mākslīgi, kad ievada antivielu preparātus. Pasīvā imunitāte darbojas uzreiz, bet nerada atmiņu un izzūd.

• Pirmreizēja atbilde: lēna, galvenokārt IgM, zems līmenis.
• Atkārtota atbilde: ātra, galvenokārt IgG, augstāks līmenis un labāka piesaiste.
• Aktīvā imunitāte: pašu ražotas antivielas, saglabājas atmiņa.
• Pasīvā imunitāte: saņemtas gatavas antivielas, atmiņa neveidojas.

Jaundzimušajam pašam antivielu ražošana vēl ir vāja. Aizsardzību pirmajos mēnešos lielā mērā nodrošina mātes IgG, kas grūtniecības pēdējā trešdaļā šķērsojis placentu, un zīdīšanas laikā arī IgA no mātes piena. Šis mātes IgG pakāpeniski izzūd, un ir periods, kad paša bērna ražošana vēl nav pilnībā iestrādājusies. Tieši tas ir viens no iemesliem, kāpēc pirmajā dzīves gadā infekcijas ir biežākas.

Aizkrūts dziedzeris visaktīvāk strādā bērnībā, un pēc pusaudža gadiem tas pakāpeniski aizvietojas ar taukaudiem. T limfocītu krājums tomēr saglabājas, jo jau izveidotās šūnas dzīvo ilgi un spēj dalīties.

Gados vecākiem cilvēkiem imūnā atbilde parasti ir lēnāka, un antivielu veidošanās pēc jaunas saskarsmes ir vājāka nekā jaunībā. Tas neattiecas vienādi uz visiem, bet ir viens no iemesliem, kāpēc atsevišķas vakcīnas šai vecuma grupai plāno citādi.

Traucējumi var būt trijos virzienos. Var būt par maz: iedzimti vai iegūti imūndeficīti, kad antivielu ražošana ir nepietiekama un rezultāts ir biežas, ieilgušas vai neparastas infekcijas. Var būt nepareizs mērķis: autoimūnas slimības, kad antivielas vēršas pret paša organisma audiem. Un var būt nevajadzīgs mērķis: alerģija, kad IgE klases antivielas reaģē uz nekaitīgām vielām.

Atsevišķa grupa ir paša limfocītu audzēji. Limfmezglu ļaundabīgus procesus sauc par limfomām, bet kaulu smadzeņu un asins procesus par leikozēm. Plazmas šūnu audzējs rada vienas specifitātes antivielu pārprodukciju, kas analīzē redzama kā šaura josla olbaltumvielu sadalījumā.

Ar ko vērsties, atkarīgs no ainas. Biežas un neparasti smagas infekcijas izmeklē imunologs. Asins ainas izmaiņas un palielinātus limfmezglus izmeklē hematologs. Alerģiju izmeklē alergologs, bet autoimūnas locītavu un saistaudu slimības reimatologs. Pie ārsta jāvēršas cilvēkam, kuram limfmezgls palielinās vairākas nedēļas bez skaidra iemesla, ir nepaskaidrojams svara zudums, ilgstošs drudzis vai svīšana naktīs.

Vienkāršākais solis ir pilna asinsaina ar leikocitāro formulu, kur redzams limfocītu skaits un īpatsvars. Tā tomēr neko nepasaka par to, vai šie limfocīti strādā. Funkciju netieši vērtē, nosakot imūnglobulīnu klašu līmeni serumā, un tieši šis izmeklējums atklāj lielāko daļu antivielu deficītu.

Limfocītu apakšgrupas nosaka ar plūsmas citometriju, kas atpazīst šūnu virsmas molekulas un ļauj saskaitīt B šūnas, T palīgšūnas un citotoksiskās šūnas atsevišķi. Konkrētu infekciju pārslimošanu vai vakcinācijas atbildi vērtē ar seroloģiskiem testiem, kas nosaka antivielas pret noteiktu mikroorganismu.

Ja aizdomas ir par limfmezgla procesu, izšķirošā ir biopsija, nevis asins analīze. Attēldiagnostika, visbiežāk ultrasonogrāfija un datortomogrāfija, parāda limfmezglu izmēru un izvietojumu, bet dabu nosaka tikai audu izmeklēšana.

Pirmais pārpratums ir domāt, ka antivielu klātbūtne vienmēr nozīmē aizsardzību. Antiviela liecina, ka organisms ar antigēnu ir saskāries, bet aizsargspēja atkarīga no tā, vai tā piesaistās īstajā vietā un cik cieši. Tāpēc pastāv arī antivielas, kas infekciju neaptur, un tāpēc imunitāti nekad nevērtē tikai pēc viena skaitļa.

Otrais pārpratums ir sajaukt antivielu testu ar patogēna testu. Antivielu tests parāda organisma reakciju, kas parasti attīstās dienu un nedēļu laikā, tāpēc slimības pašā sākumā tas var būt negatīvs. Pašu ierosinātāju atklāj cits izmeklējums, piemēram, antigēna noteikšana vai ģenētiskā materiāla noteikšana.

Trešais pārpratums ir jaukt limfocītu skaitu ar imunitātes stiprumu. Limfocītu skaits asinīs dabiski svārstās un īslaicīgi mainās gandrīz katras infekcijas, stresa un pat ēdienreizes ietekmē. Novirze vienā analīzē bez sūdzībām parasti nozīmē tikai to, ka analīzi vajag atkārtot.

Interesantākā šīs sistēmas iezīme ir tā, ka organisms veido antivielu daudzveidību nejaušības ceļā, ievērojami pirms tam, kad tās kādreiz varētu noderēt. Katrs cilvēks tātad staigā apkārt ar milzīgu gatavu atslēgu krājumu, no kurām lielākā daļa nekad netiks izmantota. Tā ir dārga stratēģija, bet vienīgā, kas ļauj reaģēt uz patogēnu, kāda dabā vēl nav bijis.

Otra maz pieminēta lieta ir tas, ka sistēmai ir iebūvēta pretmehānisms pret sevi. Nobriešanas laikā kaulu smadzenēs un aizkrūts dziedzerī tiek iznīcinātas tās šūnas, kuru receptors pārāk labi pieder paša organisma struktūrām. Autoimūna slimība būtībā ir šīs atlases kļūda, nevis imūnsistēmas pārmērīgs spēks.

Trešā praktiski svarīgā lieta ir laiks. Dīgļcentru darbs, kurā antivielas kļūst precīzākas, prasa nedēļas. Tāpēc pēc vakcinācijas pilnvērtīgs rezultāts neparādās uzreiz, un tāpēc otrā deva pēc noteikta intervāla dod labāku rezultātu nekā divas devas tuvu viena otrai.