Imunitní systém: Jak nás (nejen) slizniční imunita chrání před infekcemi

Dvě poloviny jedné imunity

Novorozenci jsou v prvních týdnech života chráněni mateřskými protilátkami získanými během nitroděložního života z krevního oběhu matky a poté v průběhu kojení z mateřského mléka. Hlavní obrannou linii hned po narození představuje zejména vrozený (nespecifický) imunitní systém. Jeho odpověď je rychlá, v řádu minut nebo hodin po kontaktu s cizorodým agens. Je zprostředkována jednak ochrannými bariérami proti vstupu patogenu či cizorodé látky do organismu (kůže, sliznice, teplota, pH) a chemickými mediátory (např. lyzozym a další enzymy štěpící buněčnou stěnu bakterií, interferony navozující protivirovou odpověď). Také se na ní podílí řada buněk schopných endocytózy či fagocytózy (neutrofily, makrofágy, žírné buňky, bazofily a eozinofily) a systém komplementu.

Antigenně specifická (adaptivní) imunita se po narození teprve začíná rozvíjet. Její hlavní funkcí je eliminace patogenů a obrana před reinfekcí (viz obr. 1). Buněčná složka adaptivní imunity je tvořena T a B lymfocyty, vznikajícími v kostní dřeni. Humorální (látkovou) složku tvoří především protilátky – sérové glykoproteiny, které imunitním buňkám pomáhají vyhledat a určit cíl ke zničení, a dále cytokiny (mediátory zánětlivé signalizace).

Obr. 1  Zjednodušené schéma průběhu imunitní odpovědi při prvním setkání s daným patogenem

Přesně zamířit

Antigenně specifický imunitní systém je nezbytný v případech, kdy mechanismy vrozené imunity na eliminaci patogenu nestačí. Tento systém také zajišťuje tzv. imunitní paměť, tedy zesílení a zrychlení nástupu imunitní reakce v případě opakovaného setkání s daným patogenem.¹ Právě adaptivní imunity se využívá při aktivní imunizaci (očkování) proti infekčním nemocem. I malá miminka jsou schopná antigenně specifické buněčné odpovědi, ale imunitní paměť lymfocytů u nich ještě nedosahuje úrovně dospělých.²

Protilátky, do zbraně!

B lymfocyty produkují imunoglobuliny, které dělíme do 5 hlavních tříd s odlišnou strukturou a biologickou funkcí. Prvními protilátkami tvořenými v odpověď na setkání s infekčním patogenem jsou imunoglobuliny třídy M (IgM). Jejich úlohou je označit (opsonizovat) bakterie nebo infikované buňky pro destrukci prostřednictvím komplementu, což je biochemická kaskáda vedoucí k lýze bakterií a jejich následné fagocytóze. Protilátky IgM jsou velmi účinným aktivátorem komplementu.

Hlavní protilátkou sekundární imunitní odpovědi je IgG, což je jediný imunoglobulin schopný přestupu přes placentu. Jeho hlavní úlohou je neutralizace toxinů a virů, opsonizace antigenů a fixace komplementu.

Protilátky typu IgA se účastní slizniční imunity. Jejich hlavní funkcí je chránit povrchy sliznic před toxiny, viry a bakteriemi, a to buď jejich přímou neutralizací, nebo zabráněním vazbě k povrchu sliznice. IgA je ve velkých množstvích vylučován sliznicemi, včetně střeva, a dále se nachází v mateřském mléce a semenné tekutině.

Hlavní funkcí třídy IgE je ochrana proti parazitům. V dnešní době je v rozvinutých společnostech s dobrou hygienou tento imunoglobulin spojen spíše s hypersenzitivitou a alergiemi. Funkce protilátek třídy IgD dosud nebyla objasněna. Zdá se, že se zapojují do regulace vývoje B lymfocytů a protilátkové odpovědi.¹

Klíčová role slizniční imunity

Sliznice, polopropustné membrány umožňující výměnu plynů a nutrientů, potřebují speciální druh ochrany. Nejenže je třeba odvracet útoky patogenů, ale je také nutno udržovat v rovnováze mikrobiotu tvořenou komenzály. Proto se již u ryb evolučně vyvinula specifická třída secernovaných slizničních protilátek. U člověka se jedná o IgA. Lidské tělo denně produkuje několik gramů imunoglobulinů této třídy – více než všech ostatních typů protilátek dohromady. Sekreční IgA (sIgA) se tvoří v plazmatických buňkách sliznice (viz obr. 2). Protilátky jsou poté transportovány přes buňky epitelu do lumen. Největší množství sIgA produkuje střevo, významné množství tohoto glykoproteinu nalezneme i v nosním a plicním hlenu, slinách, slzách a mateřském mléce.  

Obr. 2  Sekrece IgA na sliznici

Řada studií s patogenními viry, bakteriemi, toxiny či adjuvovanými antigeny aplikovanými na povrch sliznice ukázala, že se vůči nim spouští antigenně specifická IgA odpověď. sIgA tak má potenciál zastavit infekci v samém počátku, ještě před průnikem patogenu do tkáně. Respirační viry taktéž mohou spouštět tuto antigenně specifickou odpověď, pozorováno to bylo například u SARS-CoV-2.³

Imunitní synergie

Precizní ladění imunitního systému dobře ilustruje právě sIgA. Značná část komenzálních bakterií střevní mikrobioty je na povrchu pokryta IgA protilátkami a experimentální data ukazují, že to zajišťuje zdravou rovnováhu mezi hostitelským organismem a jeho mikrobiotou. Na druhou stranu sIgA hrají klíčovou roli také při neutralizaci patogenů v zažívacím traktu a horních cestách dýchacích. Proč lidské tělo produkuje takové množství IgA, jak a kde se IgA odpověď zahajuje a co přesně ji spouští, však dosud nevíme.³

Adaptivní imunitní odpověď, zejména tvorba protilátek a cytokinů, může jako jemně vyladěné soustrojí zesilovat vrozené imunitní procesy, například destrukci patogenů zprostředkovanou komplementem nebo schopnost fagocytů zabíjet bakterie. Poruchy v synergii mezi adaptivní a nespecifickou imunitou často mívají za následek imunopatologické defekty, například autoimunitní onemocnění, imunodeficience či hypersenzitivní reakce.¹

(este)

Zdroje:
1. Marshall J. S., Upton J. E. M., Vliagoftis H. et al. Introduction to immunology and immune disorders. Allergy Asthma Clin Immunol 2024 Dec 19; 20 (Suppl 3): 69, doi: 10.1186/s13223-024-00932-5.
2. Semmes E. C., Chen J. L., Goswami R. et al. Understanding early-life adaptive immunity to guide interventions for pediatric health. Front Immunol 2021 Jan 21; 11: 595297, doi: 10.3389/fimmu.2020.595297.
3. Bemark M., Angeletti D. Know your enemy or find your friend? Induction of IgA at mucosal surfaces. Immunol Rev 2021; 303 (1): 83–102, doi: 10.1111/imr.13014.
4. The immune response against pathogens. In: Betts J. G., Young K. A. Wise J. A. et al. Anatomy and Physiology. OpenStax, Houston, 2013. Dostupné na: https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/21-5-the-immune-response-against-pathogen