tekst: Piotr Żabicki

Nasz eksponat w uproszczony i modelowy sposób pokazuje jeden z mechanizmów zmagania się organizmu z infekcję – czyli aktywowanie komórek układu odpornościowego do zwalczania zakażenia. Pozostałe mechanizmy to bariery fizyczne i chemiczne oraz wywołanie stanu zapalnego, który sprzyja zwalczaniu zakażenia.

Mechanizmy te są wrodzone w odróżnieniu od odporności nabytej, związanej z „uczeniem się” przez komórki, które drobnoustroje należy zwalczać. Odporność nabytą uzyskuje się np. poprzez szczepienia.  

Zanim zacznie się starcie z patogenami, zanim te przedostaną się do wnętrza organizmu, muszą pokonać różnorodne bariery, posterunki straży i całą masę innych zabezpieczeń.

• Skóra - działa jak fizyczna bariera, dlatego ważne jest by każde jej przerwanie szybko się goiło i zostało opatrzone. Części ciała, które nie są chronione skórą rozwinęły inne sposoby zapobiegania zakażeniom. Na przykład oczy produkują łzy, które zawierają enzymy – substancje budujące bariery chemiczne.
• Nos - wyposażony jest w wewnętrzne włoski, które działają jak przeszkody na drodze infekcji. Komórki w nosie produkują śluz - ten jak gęsta sieć zatrzymuje patogeny, zanim dostaną się do płuc. Kiedy wydmuchuje nos, śluz jest usuwany, a wraz z nim także patogeny uwięzione w tej pułapce.
• Tchawica - komórki wyściełające tchawicę mają rzęski, które swoim ruchem wypychają śluz i patogeny w górę. Także tu tworzy się bariera fizyczna zbudowana ze śluzu wychwytującego drobnoustroje.
• Łzy i ślina - zawierają enzymy, które niszczą komórki bakteryjne, np. przez rozbijanie ich ścian komórkowych.
• Kwas żołądkowy - jest wystarczająco stężony, aby zniszczyć patogeny, które mogły dostać się przez gardło (spożywane z posiłkiem lub te, które dostały się z układu oddechowego).
• Kwas mlekowy (wraz z odpowiednią florą bakteryjną) – tworzy kwaśne środowisko (pH) i chroni np. strefy intymne narażone na zakażenie.
• Kaszel, kichanie lub wymioty – to katapulty, takie reakcje organizmu, które mają za zadanie mechaniczne usunięcie patogenów.

Kolejna przydatna startegia zwalczanie wrogów to reakcja zapalna - coś co często odczuwamy jako gorączkę, obrzęk, zaczerwienienie, ból itp. Inaczej mówiąc, stan zapalny (zapalenie) to miejscowy mechanizm obronny stosowany przez organizm w odpowiedzi na uraz fizyczny lub zakażenie. Głównym jego celem jest zapewnienie dopływu większej ilości krwi do miejsca wystąpienia uszkodzenia, a wraz z nią komórek i substancji, które mają przeciwdziałać zagrożeniu.

Występujące w miejscu zakażenia (urazu/podrażnienia) wyspecjalizowane komórki, w tym tzw. komórki tuczne, produkują cząsteczki przekaźnikowe – cytokiny, które wraz z krwią roznoszą po całym organizmie sygnały alarmujące. W miejscu zranienia komórki tuczne uwalniają histaminę (tak to ta sama, która ma związek z alergiami).

Histamina powoduje rozszerzenie naczyń krwionośnych. Zwiększa to przepływ krwi do obszaru zagrożonego. Zwiększony przepływ krwi prowadzi do gromadzenia w „miejscu akcji” fagocytów - komórek odpowiedzialnych za wchłanianie patogenów oraz wszelkiego rodzaju „śmieci” w organizmie (proces ten to fagocytoza) i komórek odpowiedzialnych za krzepnięcie krwi.

Drobnoustroje dostały się do organizmu, próbują się w nim usadowić i namnażać. To etap starcia, który pokazujemy właśnie w naszym "piaskowym" eksponacie.

Konsultacja treści i akceptacja merytoryczna: prof. Aleksander Skotnicki, specjalista chorób wewnętrznych, hematolog.

• Makrofagi – duże komórki, “strażnicy granic”, bronią nas jako pierwsze, mogą zniszczyć do 100 drobnoustrojów i długi czas mogą działać same.
• Neutrofile – mniejsze komórki, patrolują stale krew, wzywane sygnałami chemicznymi do pomocy przez makrofagi, są bardzo skuteczne w niszczeniu wroga i “zajadłe” w walce;
• Komórki dendrytyczne – zbierają próbki od wrogów, na podstawie których identyfikują wirusy lub bakterie, następnie przedostają się do węzłów chłonnych, gdzie aktywują limfocyty T z odpowiednią konfiguracją (pasującą do próbek “wrogów”).
• Limfocyty T - po spotkaniu z komórką dendrytyczną odpowiedni limfocyt T jest aktywowany i intensywnie się dzieli; część z limfocytów T zostaje w węzłach chłonnych, część udaje się na “pole walki”, a część aktywuje odpowiednie limfocyty B.
• Limfocyty B – limfocyty B po spotkaniu z odpowiednim limfocytem T zaczynają się intensywnie dzielić i produkować ogromne ilości przeciwciał. Krążąc we krwi, przeciwciała łączą się z powierzchnią drobnoustrojów, oznaczając je dla komórek żernych - makrofagów.

• Non-specific body defences, https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/znpxwty/revision/1
• Stan zapalny - powstawanie, przebieg i znaczenie, https://zpe.gov.pl/pdf/PSGwt0Znj (pdf)