Az immunrendszer a szervezet védekező mechanizmusa, egy adott antigén hatására kialakuló, az esetleges fertőzés elleni védekezésben résztvevő sejtek, szövetek és szervek együttese. Ennek a szervrendszernek a működése az immunitásban nyilvánul meg. Ennek a szónak jelentése: védettség, mentesség. Az immunrendszer fő feladata, hogy megkülönböztesse a saját és nem saját, vagyis idegen anyagokat. Valamint, ha idegen anyaggal találkozik, akkor azt eltávolítsa, megsemmisítse.
A leggyakoribb kórokozók a baktériumok, vírusok, gombák, de előfordulnak eukarióta egysejtűek, sőt, többsejtű kórokozók is, mint például férgek. A saját szervezet károsodása is veszélyes lehet a szervezet számára, mint például rákos daganatok. Normál esetben, ha egy sejt már nem tudja megfelelően ellátnia feladatát, akkor vagy magukat pusztítják el (apoptózis), vagy elpusztíttatják magukat (nekrózis). A túlélés érdekében minden szervezetnek kell, hogy legyen védekező reakciója. A veleszületett immunválasz már a törzsfejlődés korai szakaszában megjelent, és azóta lényegében változatlanul működik. A gerincesek immunrendszere képes a tanulásra, ez a szerzett immunitás, ami még hatékonyabbá teszi a védekezést. A kétféle immunrendszer együttműködése segít megőrizni a szervezet egészségét.
A növényeknél az állatokhoz hasonló veleszületett immunválasz működik, de nincs adaptív immunválasz, így T-sejtek és antitestek sem. Baktériumokban és archeákban a CRISPR-Cas-rendszer valósítja meg a tanulásra képes immunitást, ami vírusokkal szemben védi őket.S. Al-Attar, E. R. Westra u. a.: Clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPRs): the hallmark of an ingenious antiviral defense mechanism in prokaryotes. In: Biological Chemistry. Band 392, Nummer 4, April 2011, S. 277–289. doi:10.1515/BC.2011.042. PMID 21294681. (Review).M. P. Terns, R. M. Terns: CRISPR-based adaptive immune systems. In: Current Opinion in Microbiology. Band 14, Nummer 3, Juni 2011, S. 321–327. doi:10.1016/j.mib.2011.03.005. PMID 21531607. . (Review).L. A. Marraffini, E. J. Sontheimer: CRISPR interference: RNA-directed adaptive immunity in bacteria and archaea. In: Nature Reviews Genetics. Band 11, Nummer 3, März 2010, S. 181–190, doi:10.1038/nrg2749, PMID 20125085, (Review).
Típusai Veleszületett immunitás A velünk született védettség embrionális korban alakul ki. Az egyed megszületésekor többféle genetikusan meghatározott immunológiai adottságot hordoz: a leukociták (fehérvérsejtek) fagocitáló képessége, a gyomornedv sósavtartalmának baktericid (baktériumölő) hatása, anatómiai és fiziológiai akadályok, mint a bőr, a tápcsatorna, a légutak és a húgyutak nyálkahártyája, mint elsődleges védelmi vonal, véd a behatoló kórokozók ellen, a szervezetben képződő baktericid kémiai anyagok (pl. a nyálban található lizozim enzim, vagy a nyálkahártyákat védő properdin fehérjekomplex), gyulladás, szérum komplementrendszer.
Nem igényel „tanulást”, vagyis a kórokozóval való előzetes találkozást. Ez azt jelenti, hogy nem specifikus a kórokozóval szemben, viszont percek alatt reagál. A természetes immunitást a leukociták fagocita csoportjába tartozó sejtek és a testnedvekben jelenlévő komplementrendszerek alkotják.
Szerzett immunitás
A szerzett immunitásra születésünk után teszünk szert természetes vagy mesterséges úton. A gerincesek szerzett immunitása az egyed egész életében folyamatosan fejlődik, tanul, alkalmazkodva az újabb és újabb, vagy megváltozott kórokozókhoz. Az immunrendszer felismeri a behatoló specifikus fehérjéit (antigén), és célzottan válaszol, sejtes és nem sejtes módon. Háromféle sejt vesz részt benne: az antigénprezentáló sejtek (APC), köztük a dendritikus sejtek; a T-limfociták, melyek a sejtes válaszért felelősek; és a B-sejtek, melyek a humorális immunválaszban vesznek részt, azaz antitesteket termelnek az antigének ellen.
Nem képes a veleszületett immunitást pótolni, hiszen csak a már ismert kórokozók ellen „vethető be”. Természetesen szerzett immunitás Ha egy kórokozó megfertőz minket, az immunrendszerünk aktiválódik. Ha legyőzi a betegséget, akkor az azt okozó anyagot, illetve az ellene felhasználható antitestet „megjegyzi”. Az immunrendszer emlékezetét a memóriasejtek alkotják. Így, ha újbóli fertőzés történik az adott anyaggal, már egy felkészült immunrendszerrel találkozik, s a betegség lefolyása szinte tünetmentes lesz. Mesterségesen szerzett immunitás Vannak olyan betegségek, amik kijátsszák az immunrendszer működését, vagy olyan súlyosak, hogy a szervezet képtelen megbirkózni velük. Ilyenkor mesterséges immunitás kialakítása szükséges. Ennek eszköze a védőoltás. A védőoltás során legyengített vagy elölt kórokozókat, antigéneket juttatnak a fertőzést nem elkapott szervezetbe, melyeket az immunrendszer könnyen legyőz; így a betegség tünetmentesen játszódik le, viszont a szervezet megjegyzi a kórokozókat, és később „erős” példányaik ellen is tud védekezni. Aki már elkapta a betegséget, az kész antitesteket kaphat, melyek az immunrendszer közreműködése nélkül győzik le a kórokozókat.
A legújabb és a korábbi védőoltásoktól merőben eltérő technológiával gyártott mRNS alapú vakcina a fertőző vírus kicsi, ártalmatlan fragmentumát, a vírus egy proteinjét kódolja az immunsejtek számára, egy mRNS molekulában, ez alapján az immunsejtek létrehozzák az ellenanyagot, vagyis „megtanulják” a vírus felismerését és megtámadását. Ezáltal lehetővé válik a gyors és specifikus immunválasz a konkrét vírussal való érintkezéskor, megakadályozva annak szaporodását és terjedését az emberi szervezetben. A természetes védekezéshez hasonlóan antitestek termelődnek és aktiválódnak a T-sejtek.
A kész ellenanyagot akkor használják, amikor az egyén már megfertőződött, de még nem rendelkezik a betegség elleni immunitással. Az ellenanyagot egyszerű és jól bevált módszerrel készítik: az adott immunogénnel megfertőznek egy nagyobb testű állatot, általában szarvasmarhát. Az állatban lejátszódik a védekezés, de nagy tömege miatt nem produkál tüneteket. A védekezési folyamat végén vért vesznek a fertőzött állattól, s ez a vér tartalmazza az ellenanyagot. Felhasználják a fertőzésből kigyógyult, elegendő antitestet termelő volt betegek vérplazmáját is. Ez a passzív immunizálás, (például Tetanus antitoxin, Anti-D) ami a szervezet saját védelmi rendszerének „végrehajtó elemeit” mozgósítja.
Működése
Az immunrendszer működése az idegen anyagok ellen az immunválasz, ami a következő: behatol a szervezetbe egy antigén anyag; a T-limfociták felismerik és beindítják a védekezési folyamatot; a B-limfociták antitesteket termelnek; az antitestek kapcsolatba lépnek az antigénnel, s antigén-antitest-komplexet alkotnak; a limfociták hatására felszabaduló anyagokat érzékelő falósejtek aktiválódnak; a falósejtek bekebelezik a képződött komplexet és elpusztítják azt; a granulociták elpusztulnak és genny keletkezik; a T-memória megjegyzi az antigénre jellemző tulajdonságokat; a B-memória megjegyzi az adott antigén elleni antitestre jellemző aminosav sorrendet.
Első fertőzéskor még nem áll rendelkezésre információ az adott kórokozóról, ezért a nem specifikus immunrendszer lép működésbe. Így a makrofágok, a dendritikus sejtek és más antigénprezentáló sejtek veszik fel a harcot. Ezután működésbe lép a többi sejt is, így ekkor is termelődnek antitestek, melyek közül a hatásosakat a memóriasejtek megjegyzik.
Egy betegség kialakulásában szerepet játszanak a behatolók tulajdonságai, számuk, és az immunrendszer állapota. A kórokozóval történt korábbi találkozás immunitást alakít ki, ami több esetben élethosszig fennáll, de vannak esetek, amikor ez mulandó. Előfordulhat, hogy túl kevés kórokozó jutott be, így az immunrendszer könnyen győz, és az elveszett sejteket a szervezet pótolja. Lehet a kórokozó túl gyenge a betegség okozásához. Legyengített kórokozókat használnak immunizáláshoz. Előfordulhat, hogy nem sikerül gyorsan leküzdeni a fertőzést, de az immunrendszer eléri, hogy ne, vagy csak kevéssé hasson a szervezet működésére. Egyértelmű tünetek híján nem lehet megjósolni a fertőzés további kimenetelét.
Előfordul, hogy kórokozók vagy rákos sejtek átverik az immunrendszert, így az immunválasz elmarad, ezzel a betegség súlyos formában mutatkozik meg.
Antigén A védekezési folyamatot kiváltó anyagok az antigének, más néven immunogének. Tipikusan erős immunogén hatással rendelkezhetnek: a vírusok, amelyek csak más élőlények sejtjeiben, parazitaként képes szaporodni, az idegen sejtek, mint például a baktériumok, szövetek és parazita gombák, a nagy molekulák (10.000 g/mol-nál nagyobb a moláris tömegük), fehérjék, szénhidrátok és akár lipidek is.
Az antigének felépítésében elsősorban fehérjék, állati, növényi vagy szintetikus eredetű polipeptidek vesznek részt. Erős immunogenitású anyagok a baktériumok toxinjai is. Antigének lehetnek egyes poliszacharidok, mukopoliszacharidok (pl. a baktériumok sejtfal vagy tok antigénjei), de más, változatos felépítésű struktúrák (pl. por, pollen), esetleg elfajult szövetek (daganatsejtek) is. Az antigének jellemzője a specificitás, ezért a tulajdonságért nem a teljes molekula, hanem annak egy kis területén elhelyezkedő ún. antigéndetermináns csoportok (epitópok) a felelősek. A legtöbb antigén több determináns csoporttal is rendelkezik s ezek mindegyike ellenanyag termelést indíthat be. Vannak olyan anyagok, amelyek önmagukban nem váltanak ki immunválaszt (általában kisebb molekulák), de carrier-fehérjéhez (hordozó részhez) kapcsolódva immunogénné válnak. Ez a haptén vagy félantigén. Az immunaktív szervezet számára három antigéncsoportot különböztetünk meg: Autoantigén: mindazok az anyagok, amelyek egyébként a szervezet saját testanyagai, de amelyeket kóros körülmények között az immunrendszer idegenként regisztrál, és ellenük ellenanyagképzést indít meg. Izoantigének: azonos faj különböző egyedeinek egymástól eltérő antigénjei. Heteroantigének: különböző fajú egyedek antigénhatású anyagai. A falósejtek, vagyis fagociták
A falósejtek a RES rendszer (Reticulo Endothelialis Systema, vagy MPS – Mononuclear Phagocyte System) tagjai: behálózzák az egész szervezetet, a szervezet első védelmi rendszerébe tartoznak, nem tömörülnek szervekbe. Megtalálhatók a vérben, májban, bekebelezik a kórokozókat, majd maguk is elpusztulnak.
Ide tartoznak: bélyegkép|280px|A makrofág elpusztítja a rákos sejtet, amit idegen anyagként azonosít és hozzátapad. A rákos sejt tüskékkel rendelkezik, a makrofág a rákos sejthez olvad és befecskendezi a toxinjait. A rákos sejt elveszíti tüskéit, a makrofág pedig simává válik, míg a rákos sejt csomóssá. A makrofág bekebelezi a rákos sejtet, amely ezután elveszíti morfológiáját, összezsugorodik és elpusztul Granulociták (granulált leukociták): A vörös csontvelőben termelődnek, amőboid mozgásra képesek. A védekezés során elpusztulnak, és genny jön létre. Nevüket a citoplazmájukban található festékszemcsékről, granulátumokról kapták. Nagyon érzékenyek a limfocitákból és az antigénekből felszabaduló kémiai anyagokra. Kemotaxissal „utaznak” az anyag felszabadulási helyére. Feladatuk a bekebelezés. Monociták (makrofágok): Ezek is a vörös csontvelőben termelődnek. A szövetekben kiszűrik az idegen anyagokat, feladatuk felismerni és elpusztítani az adott anyagot. Az anyag lizoszómájába bejutva hidrogén-peroxidot, majd hipoklorid-aniont képeznek, ezzel pusztítva el a baktériumot.
Granulociták thumb|200px|Neutrofil granulocita, ahogy kilép a véráramból, utat váj magának, és fagocitózissal baktériumokat kebelez be A fehérvérsejtek többségét a granulociták teszik ki. A véráram elhagyásával képesek a szövetekbe hatolni. Sejtplazmájukban számos, agresszív anyagot tartalmazó hólyag található, melyekkel a támadók ártalmatlanná tehetők. Más anyagokkal gyulladást válthatnak ki. Különböző csoportjaikat a Giemsa-festések alapján különítik el.