Το Ανοσολογικό μας Σύστημα—Θαύμα της Δημιουργίας

Δεν μπορούμε να τους δούμε, αλλά υπάρχουν. Βρίθουν κατά εκατομμύρια ολόγυρά μας, κολλάνε πάνω μας, αποφασισμένοι να εισχωρήσουν μέσα μας. Λαχταρούν την υγρή και θρεπτική ζεστασιά που υπάρχει μέσα μας, και μόλις βρεθούν εκεί, πληθύνονται επικίνδυνα. Αν τους αφήσουμε ανεμπόδιστους, σύντομα θα μας κυριέψουν ολοκληρωτικά. Η μόνη μας αντίδραση για να αντιμετωπίσουμε αυτή την καταστροφική δύναμη είναι ο πόλεμος μέσα μας. Πρέπει να είναι άμεσος και ολοκληρωτικός πόλεμος μεταξύ αυτών των ξένων εισβολέων που μεταφέρουν ασθένειες και του ανοσολογικού συστήματος του σώματός μας με τους δυο τρισεκατομμύρια μαχητές του.a Έλεος ούτε ζητιέται ούτε και δίνεται. Οι ζωές μας διακυβεύονται. Θα νικήσουν αυτοί ή εμείς. Συνήθως νικάμε εμείς. Όχι όμως πάντοτε. Το αποτέλεσμα εξαρτάται από το πόσο γρήγορα και από το πόσο πλήρως θα ετοιμαστεί το ανοσολογικό μας σύστημα για τη μάχη.

ΤΟ ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΟ σύστημα είναι ένα από τα πιο καταπληκτικά και πολύπλοκα χαρακτηριστικά του σώματός μας, το οποίο έχει πλαστεί με εκπληκτικό και θαυμάσιο τρόπο. Μπορεί να συγκριθεί με το πιο πολύπλοκο όργανο—με τον ανθρώπινο εγκέφαλο. Ο Γουίλιαμ Πολ, ανοσολόγος των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας (των Η.Π.Α.), λέει: «Το ανοσολογικό σύστημα έχει εκπληκτική ικανότητα να χειρίζεται πληροφορίες, να μαθαίνει και να απομνημονεύει, να δημιουργεί, να αποθηκεύει και να χρησιμοποιεί πληροφορίες». Εξαιρετικό εγκώμιο, κι όμως όχι υπερβολικό. Ο Δρ Στίβεν Σέργουιν, διευθυντής κλινικής έρευνας στην εταιρία Τζίνεντεκ, προσθέτει το δικό του φόρο τιμής: «Είναι ένα καταπληκτικό σύστημα. Αναγνωρίζει μόρια που δεν υπήρχαν στο σώμα ποτέ πριν. Μπορεί να ξεχωρίσει τι ανήκει στο σώμα και τι όχι». Κι αν κάτι δεν ανήκει, τότε έχουμε πόλεμο!

Πώς ξέρει το ανοσολογικό μας σύστημα τι ανήκει στο σώμα και τι όχι; Ένα ειδικό μόριο πρωτεΐνης, το οποίο ονομάζεται MHC (μείζον σύμπλεγμα ιστοσυμβατότητας [major histocompatibility complex]), βρίσκεται στην επιφάνεια σχεδόν κάθε κυττάρου του σώματός μας. Είναι μια ετικέτα αναγνώρισης η οποία λέει στο ανοσολογικό σύστημα ότι αυτό το κύτταρο είναι φίλος, μέρος του εαυτού μας, αποκλειστικά δικό μας. Μ’ αυτόν τον τρόπο το ανοσολογικό σύστημα αναγνωρίζει τα δικά μας κύτταρα και τα δέχεται, ενώ επιτίθεται σε οποιαδήποτε κύτταρα εμφανίζουν διαφορετικά μόρια στην επιφάνειά τους—και, πράγματι, όλα τα κύτταρα που δεν είναι δικά μας εμφανίζουν επιφανειακά μόρια που είναι διαφορετικά από τα δικά μας.

Μέσω αυτών, λοιπόν, των επιφανειακών μορίων αναγνωρίζει το ανοσολογικό μας σύστημα κάθε κύτταρο ως «εμείς» ή «αυτοί», ως μέρος του εαυτού μας ή όχι. Αν δεν είναι μέρος του εαυτού μας, τότε το ανοσολογικό μας σύστημα αντιδράει. «Η ιδέα ότι το ανοσολογικό σύστημα πρέπει συνεχώς να διακρίνει τι είναι μέρος του εαυτού μας και τι όχι», λέει το βιβλίο Ανοσολογία (Immunology), «αποτελεί ακρογωνιαίο λίθο όλης της ανοσολογικής θεωρίας». Στην κατηγορία αυτών των παραγόντων που δεν είναι μέρος του εαυτού μας, ανήκουν νοσογόνοι οργανισμοί όπως ιοί, παράσιτα, μύκητες και βακτήρια.

Δέρμα—Κάτι Παραπάνω από Παθητικό Περίβλημα

Το δέρμα αποτελεί την πρώτη γραμμή άμυνας εναντίον αυτών των ξένων εισβολέων. Είναι κάτι παραπάνω από απλώς παθητικό προστατευτικό περίβλημα· έχει κύτταρα τα οποία προειδοποιούν το ανοσολογικό σύστημα για τους μικροοργανισμούς που εισβάλλουν. Δισεκατομμύρια φιλικά βακτήρια ζουν πάνω στο δέρμα—σε μερικά σημεία σχεδόν 3 εκατομμύρια ανά τετραγωνικό εκατοστό. Κάποια απ’ αυτά παράγουν λιπαρά οξέα τα οποία εμποδίζουν την ανάπτυξη άλλων βακτηρίων και μυκήτων που είναι επιβλαβή. Το περιοδικό Σαϊεντίφικ Αμέρικαν (Scientific American) του Ιουνίου 1985 αποκαλεί το δέρμα «ενεργό μέρος του ανοσολογικού συστήματος», με ειδικευμένα κύτταρα που «έχουν αλληλένδετους ρόλους στην αντίδραση εναντίον των ξένων εισβολέων».

Οι μεμβράνες που επενδύουν τις εσωτερικές επιφάνειες του σώματος συνεργάζονται με το δέρμα ως μέρος του προστατευτικού περιβλήματος του σώματος. Αυτές οι μεμβράνες εκκρίνουν βλέννα, η οποία παγιδεύει τα μικρόβια. Το σάλιο, τα ρινικά εκκρίματα και τα δάκρυα περιέχουν μικροβιοκτόνες ουσίες. Οι τριχοειδείς κροσσοί των αεραγωγών που οδηγούν στους πνεύμονες ωθούν τη βλέννα και τις ακαθαρσίες στο λαιμό, απ’ όπου μπορούν να αποβληθούν με το φτάρνισμα ή το βήχα. Αν κάποιοι εισβολείς φτάσουν στο στομάχι, είτε θανατώνονται από τα οξέα που υπάρχουν εκεί είτε συντρίβονται από πεπτικά ένζυμα είτε παγιδεύονται στη βλέννα που επενδύει το στομάχι και τα έντερα. Τελικά, εκκενώνονται μαζί με άλλα απόβλητα του σώματος.

Φαγοκύτταρα και Λεμφοκύτταρα—Τα Υπερόπλα!

Αυτές, όμως, είναι απλές αψιμαχίες σε σύγκριση με τις μάχες που μαίνονται όταν οι ξένοι οργανισμοί διαρρήξουν τις εξωτερικές γραμμές άμυνας και εισχωρήσουν στο κυκλοφορικό σύστημα και στους ιστούς ή στα υγρά του σώματος. Έχουν εισβάλει στην περιοχή των υπερόπλων του ανοσολογικού συστήματος—των λευκών αιμοσφαιρίων που φτάνουν τα δυο τρισεκατομμύρια. Αυτά γεννιούνται στο μυελό των οστών—περίπου ένα εκατομμύριο κάθε δευτερόλεπτο—και, όταν ωριμάσουν, σχηματίζουν τρεις ξεχωριστές ομάδες: τα φαγοκύτταρα και δυο είδη λεμφοκυττάρων, που είναι τα Τ κύτταρα (τρία κύρια είδη—βοηθητικά, κατασταλτικά και κύτταρα-δολοφόνοι) και τα Β κύτταρα.

Βέβαια, μπορεί το ανοσολογικό σύστημα να έχει στρατό δυναμικότητας τρισεκατομμυρίων, όμως, κάθε στρατιώτης μπορεί να πολεμήσει μόνο μια κατηγορία εισβολέων. Κατά τη διάρκεια μιας λοίμωξης μπορεί να παραχθούν εκατομμύρια μικρόβια, και καθένα απ’ αυτά τα μικρόβια έχει το ίδιο είδος αντιγόνου. Διαφορετικές νόσοι όμως, ακόμη και διαφορετικές ποικιλίες της ίδιας νόσου, έχουν διαφορετικά αντιγόνα. Για να μπορέσουν τα Τ κύτταρα και τα Β κύτταρα να επιτεθούν σ’ αυτούς τους εισβολείς, πρέπει να διαθέτουν υποδοχείς οι οποίοι να μπορούν να συνδεθούν με τα συγκεκριμένα αντιγόνα των εισβολέων. Άρα λοιπόν, στις τάξεις των Τ κυττάρων και των Β κυττάρων, πρέπει να υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί υποδοχείς, συγκεκριμένοι υποδοχείς για τα αντιγόνα κάθε διαφορετικής νόσου—αλλά κάθε ξεχωριστό Τ κύτταρο ή Β κύτταρο έχει υποδοχείς που είναι ειδικοί για το αντιγόνο μιας μόνο νόσου.

Ο Ντάνιελ Ε. Κόσλαντ, ο Νεότερος, συντάκτης του περιοδικού Επιστήμη (Science), λέει σε σχέση μ’ αυτό: «Το ανοσολογικό σύστημα έχει σχεδιαστεί να αναγνωρίζει ξένους εισβολείς. Για να το πετύχει αυτό, παράγει μέχρι και 10¹¹ (100.000.000.000) διαφορετικά είδη ανοσολογικών υποδοχέων, έτσι ώστε ό,τι σχήμα ή μορφή κι αν έχει ο ξένος εισβολέας θα υπάρχει κάποιος συμπληρωματικός υποδοχέας που θα τον αναγνωρίσει και θα επιφέρει την εξόντωσή του». (Επιστήμη, 15 Ιουνίου 1990, σελίδα 1273) Έτσι, υπάρχουν ομάδες Τ κυττάρων και Β κυττάρων οι οποίες μπορούν να ταιριάξουν με κάθε αντιγόνο νόσου που εισχωρεί στο σώμα μας—ακριβώς όπως ταιριάζει το κλειδί στην κλειδαριά.

Για παράδειγμα: Δυο κλειδαράδες δουλεύουν εντελώς ανεξάρτητα ο ένας απ’ τον άλλον. Ο ένας φτιάχνει εκατομμύρια κλειδαριές κάθε είδους, αλλά κανένα κλειδί. Ο άλλος φτιάχνει εκατομμύρια κλειδιά κάθε σχήματος, αλλά καμιά κλειδαριά. Κατόπιν, οι κλειδαριές και τα κλειδιά που αριθμούν δισεκατομμύρια ρίχνονται μέσα σ’ ένα τεράστιο δοχείο, χτυπιούνται καλά για να ανακατευτούν και κάθε κλειδί βρίσκει μια κλειδαριά και ταιριάζει μέσα της. Αδύνατον; Θαύμα; Έτσι μπορεί να φαίνεται.

Σαν κλειδαριές με τις κλειδαρότρυπές τους, εκατομμύρια μικρόβια με τα αντιγόνα τους εισβάλλουν στο σώμα σας και κυκλοφορούν μέσα στο αίμα σας και στο λεμφικό σας σύστημα. Σαν εκατομμύρια κλειδιά, τα κύτταρα του ανοσολογικού σας συστήματος με τους υποδοχείς τους κυκλοφορούν κι αυτά εκεί και προσκολλούνται πάνω στα αντίστοιχα αντιγόνα των μικροβίων. Αδύνατον; Θαύμα; Έτσι μπορεί να φαίνεται. Ούτως ή άλλως, όμως, το ανοσολογικό σύστημα τα καταφέρνει.

Κάθε κατηγορία λεμφοκυττάρων διαδραματίζει έναν ιδιαίτερο ρόλο στη μάχη εναντίον της μόλυνσης. Τα βοηθητικά Τ κύτταρα (ένα από τα τρία κύρια είδη Τ κυττάρων) παίζουν αποφασιστικό ρόλο. Αυτά συντονίζουν τις διάφορες αντιδράσεις του ανοσολογικού συστήματος, κατευθύνοντας τη στρατηγική που θα ακολουθηθεί. Ενεργοποιημένα από την παρουσία εχθρικών αντιγόνων, τα βοηθητικά Τ κύτταρα ανασυντάσσουν τα στρατεύματα του ανοσολογικού συστήματος μέσω χημικών σημάτων (πρωτεϊνών που ονομάζονται λεμφοκίνες) και αυξάνουν τις τάξεις τους κατά εκατομμύρια. Παρεμπιπτόντως, σ’ αυτά τα βοηθητικά Τ κύτταρα διαλέγει ο ιός του AIDS να επιτεθεί. Αφού τα θέσει εκτός μάχης, το ανοσολογικό σύστημα θεωρείται ουσιαστικά αβοήθητο, πράγμα που καθιστά το θύμα του AIDS ευπρόσβλητο σε κάθε μορφής νόσο.

Σ’ αυτό το σημείο, όμως, σκεφτείτε το ρόλο των βοηθητικών Τ κυττάρων σε συνδυασμό με τα φαγοκύτταρα, τα οποία παίζουν το ρόλο του καθαριστή. Το όνομά τους σημαίνει «κύτταρα που τρώνε». Δεν είναι εκλεκτικά—τρώνε οτιδήποτε μοιάζει ύποπτο, είτε πρόκειται για ξένους μικροοργανισμούς είτε για νεκρά κύτταρα είτε για άλλες ακαθαρσίες. Λειτουργούν και σαν στρατός, αμυνόμενα εναντίον των νοσογόνων μικροβίων, και σαν υπηρεσία καθαρισμού, καταβροχθίζοντας τα σκουπίδια. Τρώνε ακόμη και τις μολυσματικές ουσίες του καπνού των τσιγάρων οι οποίες μαυρίζουν τους πνεύμονες. Αν συνεχιστεί το κάπνισμα για μεγάλη χρονική περίοδο, ο καπνός καταστρέφει τα φαγοκύτταρα γρηγορότερα απ’ ό,τι αυτά μπορούν να παραχθούν. Μερικά, όμως, από τα γεύματα αυτών των φαγοκυττάρων είναι δύσπεπτα, ακόμη και μοιραία—η σκόνη διοξειδίου του πυριτίου και οι ίνες αμιάντου, λόγου χάρη.

Τα φαγοκύτταρα διακρίνονται σε δυο είδη: στα ουδετερόφιλα και στα μακροφάγα. Ο μυελός των οστών παράγει περίπου εκατό δισεκατομμύρια ουδετερόφιλα τη μέρα. Αυτά ζουν μερικές μέρες μόνο, αλλά κατά τη διάρκεια κάποιας μόλυνσης, οι αριθμοί τους φτάνουν στα ύψη, αυξανόμενοι κατά πέντε φορές. Κάθε ουδετερόφιλο μπορεί να καταπιεί και να καταστρέψει μέχρι και 25 βακτήρια πριν πεθάνει, αλλά τα ουδετερόφιλα αντικαθίστανται συνεχώς. Τα μακροφάγα, απ’ την άλλη πλευρά, μπορούν να καταστρέψουν εκατό εισβολείς πριν εκπνεύσουν. Είναι μεγαλύτερα, ανθεκτικότερα και ζουν περισσότερο από τα ουδετερόφιλα. Αντιδρούν με ένα μόνο τρόπο απέναντι και στους εισβολείς και στους ρύπους—τους τρώνε. Θα ήταν λάθος, όμως, να θεωρούμε τα μακροφάγα απλώς ως μονάδες απομάκρυνσης απορριμμάτων. «Μπορούν να παράγουν έως και 50 διαφορετικά είδη ενζύμων και αντιμικροβιακών παραγόντων», και λειτουργούν ως σύνδεσμοι επικοινωνίας μεταξύ, «όχι μόνο των κυττάρων του ανοσολογικού συστήματος, αλλά και των κυττάρων που παράγουν ορμόνες, των νευρικών κυττάρων, ακόμη και των κυττάρων του εγκεφάλου».

Βοήθεια! Εχθρός Ανάμεσά μας!

Όταν ένα μακροφάγο καταπίνει έναν εχθρικό μικροοργανισμό, δεν τον τρώει απλώς. Όπως, ουσιαστικά, όλα τα κύτταρα του σώματος, στην επιφάνειά του μεταφέρει τα μόρια MHC, τα οποία το προσδιορίζουν ως μέρος του εαυτού μας. Όταν, όμως, το μακροφάγο φάει κάποιο μικρόβιο, το μόριο MHC επιμηκύνεται και επιδεικνύει ένα τμήμα αυτού του εχθρικού αντιγόνου σε μια από τις ραβδώσεις της επιφάνειάς του. Αυτή η λουρίδα του αντιγόνου λειτουργεί μετά σαν κόκκινη σημαία στο ανοσολογικό σύστημα, σημαίνοντας συναγερμό ότι κάποιος ξένος οργανισμός κυκλοφορεί ελεύθερος μέσα μας.

Σημαίνοντας αυτόν το συναγερμό, το μακροφάγο καλεί ενισχύσεις, περισσότερα μακροφάγα, εκατομμύρια απ’ αυτά! Και εδώ ακριβώς αρχίζει ο ρόλος του βοηθητικού Τ κυττάρου. Δισεκατομμύρια απ’ αυτά τριγυρίζουν μέσα στο σώμα, αλλά το μακροφάγο πρέπει να στρατολογήσει ένα συγκεκριμένο είδος. Του χρειάζεται το Τ κύτταρο με το είδος του υποδοχέα που ταιριάζει στο συγκεκριμένο αντιγόνο το οποίο επιδεικνύει το μακροφάγο.

Μόλις αυτό το είδος βοηθητικού Τ κυττάρου καταφθάσει και συνδεθεί με το εχθρικό αντιγόνο, το μακροφάγο και το βοηθητικό Τ κύτταρο ανταλλάσσουν χημικά σήματα. Αυτές οι ορμονοειδείς χημικές ουσίες ή λεμφοκίνες είναι ειδικές πρωτεΐνες που εκτελούν αμέτρητες λειτουργίες για να ρυθμίζουν και να ενισχύουν την απόκριση του ανοσολογικού συστήματος στα νοσογόνα μικρόβια. Ως αποτέλεσμα, και τα μακροφάγα και τα βοηθητικά Τ κύτταρα αρχίζουν να αναπαράγονται με αξιοθαύμαστη ταχύτητα. Έτσι, υπάρχουν περισσότερα μακροφάγα για να φάνε περισσότερα από τα μικρόβια που εισβάλλουν και περισσότερα βοηθητικά Τ κύτταρα του σωστού είδους για να συνδεθούν πάνω στα αντιγόνα που θα επιδείξουν αυτά τα μακροφάγα. Μ’ αυτόν τον τρόπο, οι στρατιωτικές δυνάμεις του ανοσολογικού συστήματος αυξάνονται αλματωδώς και οι ορδές των συγκεκριμένων νοσογόνων μικροβίων κατατροπώνονται.

[Υποσημειώσεις]

[Πλαίσιο στις σελίδες 4, 5]

«Προκατασκευασμένα Όπλα Εναντίον Κάθε Πιθανού Εισβολέα»

Το ανοσολογικό σύστημα διατηρεί «ένα οπλοστάσιο προκατασκευασμένων όπλων εναντίον κάθε πιθανού εισβολέα». Αυτή η αφθονία οπλισμού «είναι γνωστό ότι παράγεται μέσω μιας πολύπλοκης γενετικής διαδικασίας κατά την οποία τμήματα γονιδίων αναμειγνύονται και ανασυνδυάζονται». Η έκθεση για μια πρόσφατη σημαντική ανακάλυψη ρίχνει φως στο πώς συμβαίνει αυτό.

«Το γονίδιο που ανακαλύφτηκε πρόσφατα πιστεύεται ότι παίζει σημαντικό ρόλο σ’ αυτή τη γενετική διαδικασία ανασυνδυασμού. Οι επιστήμονες ονόμασαν αυτό το γονίδιο RAG-1, από τα αρχικά των λέξεων γονίδιο ενεργοποίησης ανασυνδυασμού [recombination activating gene]». Αυτή η ανακάλυψη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Κύτταρο (Cell) στις 22 Δεκεμβρίου 1989. Οι επιστήμονες, όμως, του Ινστιτούτου Βιοϊατρικής Έρευνας Γουάιτχεντ στο Κέμπριτζ της Μασαχουσέτης των Η.Π.Α., οι οποίοι ανακάλυψαν το RAG-1, ανησυχούσαν για το ότι αυτό «το γονίδιο του ανασυνδυασμού ήταν πολύ ανεπαρκές και αργό για να αποτελεί την εξήγηση του πώς καταφέρνει το σώμα να παράγει μια τόσο σταθερή και τόσο καταπληκτική ποικιλία ανοσοποιητικών πρωτεϊνών. Προκειμένου να αντιμετωπίσει οποιαδήποτε πιθανή μορφή εισβολής, το σώμα πρέπει να διατηρεί σε ετοιμότητα πολλά εκατομμύρια αντισώματα και υποδοχείς Τ κυττάρων, που το καθένα να έχει την ελάχιστη απαιτούμενη διαφορά από τα υπόλοιπα, έτσι ώστε τουλάχιστον λίγα απ’ αυτά να μπορούν να αναγνωρίσουν ακόμη και έναν εντελώς νέο τύπο παθογόνας αιτίας».—Δε Νιου Γιορκ Τάιμς (The New York Times), 26 Ιουνίου 1990.

Έτσι, οι ίδιοι αυτοί επιστήμονες άρχισαν να ψάχνουν για ένα άλλο γονίδιο προκειμένου να ξεπεραστεί αυτή η δυσκολία. Έξι μήνες αργότερα, στις 22 Ιουνίου 1990, το περιοδικό Επιστήμη (Science) ανέφερε ότι το είχαν βρει. «Οι επιστήμονες λένε ότι το νέο γονίδιο, το RAG-2, συνεργάζεται με το πρώτο γονίδιο για να συνθέσουν μαζί αντισώματα και πρωτεϊνικούς υποδοχείς γρηγορότερα. Λειτουργώντας συζευγμένα κατά σειρά, τα δυο γονίδια μπορούν να ανασυνδυάσουν κομμάτια του ανοσολογικού συστήματος 1.000 ως ένα εκατομμύριο φορές πιο αποδοτικά απ’ ό,τι κάθε γονίδιο ανεξάρτητα». Καθώς λειτουργούν συζευγμένα κατά σειρά, το RAG-1 και το RAG-2 παράγουν τα εκατομμύρια αντισώματα και υποδοχείς Τ κυττάρων που είναι αναγκαία.

Αυτή η έρευνα περιγράφεται ως «επιστημονικό αριστούργημα». Είναι μια σημαντική ανακάλυψη που μπορεί να ανοίξει το δρόμο για μια καλύτερη κατανόηση μερικών γενετικών νόσων τις οποίες το αμυντικό σύστημα του σώματος δεν καταφέρνει να καταπολεμήσει.—Δε Νιου Γιορκ Τάιμς, 22 Δεκεμβρίου 1989.