گفتار 3
سومین خط دفاعی: دفاع اختصاصی
نقش لنفوسیت‌ها در دفاع اختصاصی
دفاع اختصاصی
دفاع اختصاصی همان‌طور که از نام آن پیداست، واکنشی است ویژه نسبت به نوع خاصی از عامل بیگانه. این نوع دفاع فقط بر همان عامل خاص مؤثر است و نسبت به سایر عوامل بی‌تأثیر می‌ماند.
برای مثال، پاسخی که علیه میکروب کزاز ایجاد می‌شود، تأثیری بر میکروب‌های دیگر ندارد.
شناسایی اختصاصی عامل غیرخودی در این سامانه بر عهده یاخته‌هایی به نام لنفوسیت است.
لنفوسیت‌ها و شناسایی پادگن
دفاع اختصاصی توسط دو نوع لنفوسیت انجام می‌شود:
لنفوسیت‌های B
لنفوسیت‌های T
مقایسه لنفوسیت‌های B و T در دفاع اختصاصی
ویژگی | لنفوسیت B | لنفوسیت T |
مکان تولید | مغز استخوان | مغز استخوان |
مکان بلوغ | مغز استخوان | غده تیموس |
یاخته‌های حاصل از آن | پادتن‌ساز / خاطره | T کشنده / خاطره |
یاخته هدف | میکروب / مولکول‌های سمی | یاخته‌های سرطانی / یاخته‌های آلوده به ویروس / یاخته‌های بخش پیوندشده |
مراحل تولید و بلوغ لنفوسیت‌ها
1. هر دو نوع لنفوسیت در مغز استخوان تولید می‌شوند و در آغاز نابالغ‌اند، یعنی هنوز توانایی شناسایی عامل بیگانه را ندارند.
2. لنفوسیت‌های B در همان مغز استخوان بالغ می‌شوند.
3. لنفوسیت‌های T برای بلوغ به غده تیموس مهاجرت می‌کنند.
تیموس در دوران نوزادی و کودکی فعال است، اما با افزایش سن به‌تدریج از فعالیت آن کاسته شده و اندازه آن تحلیل می‌رود.
ترشح هورمون تیموسین از این غده، در فرآیند تمایز و بلوغ لنفوسیت‌ها نقش دارد.
اگر تیموس در بدن وجود نداشته باشد، لنفوسیت‌های T نیز شکل نمی‌گیرند.
توجه: لنفوسیت نابالغ برای تبدیل شدن به لنفوسیت T، از راه جریان خون وارد تیموس می‌شود.
شکل 10 - محل بلوغ لنفوسیت‌ها
شناسایی پادگن
لنفوسیت‌ها، گیرنده‌های مختلفی مانند گیرنده‌های پادگنی و گیرنده‌های هورمون‌های تیروئیدی در سطح خود دارند.
گیرنده‌های پادگنی، مولکول‌هایی به نام پادگن (آنتی‌ژن) را شناسایی می‌کنند.
هر لنفوسیت، نوع خاصی گیرنده دارد که تنها به یک نوع پادگن متصل می‌شود.
گیرنده‌های موجود روی سطح یک لنفوسیت، همگی از یک نوع‌اند.
در مقایسه با دفاع غیراختصاصی که شناسایی عامل بیگانه به کمک گیرنده‌های خاص انجام نمی‌شود، در دفاع اختصاصی شناسایی وابسته به اتصال دقیق گیرنده پادگنی به پادگن است.
نحوه عملکرد لنفوسیت B
لنفوسیت‌های B پادگن‌های زیر را شناسایی می‌کنند:
پادگن‌های موجود در سطح میکروب‌ها
پادگن‌های محلول مانند سموم
مراحل عملکرد لنفوسیت B
در میان لنفوسیت‌های B گوناگون، فقط آن‌هایی که گیرنده‌شان پادگن خاص را شناسایی کرده‌اند، تکثیر می‌شوند.
بخشی از این یاخته‌ها به یاخته‌های پادتن‌ساز (پلاسموسیت) تبدیل می‌شوند.
یاخته‌های پادتن‌ساز، پادتن ترشح می‌کنند؛ مولکول‌هایی Y شکل، پروتئینی و دارای دو جایگاه اتصال به پادگن.
شکل 11 - نحوۀ عملکرد لنفوسیت B
شکل 12 - مولکول پادتن
فرآورده دیگر لنفوسیت B
افزون بر پلاسموسیت‌ها، گروهی از یاخته‌های B از طریق فرآیند تکثیر و تمایز به یاخته‌های خاطره تبدیل می‌شوند که در صورت ورود مجدد همان پادگن، واکنش سریع‌تری را آغاز می‌کنند.
عملکرد پادتن‌ها
پادتن‌ها با گردش در مایعات بدن مانند خون، لنف و مایع بین یاخته‌ای، در هر ناحیه‌ای که با پادگن مواجه شوند، آن را نابود یا بی‌اثر می‌کنند.
هر پادتن تولیدشده، مشابه با گیرنده پادگنی همان لنفوسیت B است که پادگن را شناسایی کرده بود.
شکل 13 - هر لنفوسیت فقط یک نوع گیرنده دارد که پس از تبدیل به پادتن‌ساز پادتنی مشابه با گیرندۀ خود را ساخته و ترشح می‌کند.
کاربردهای درمانی پادتن‌ها
پادتن‌ها از راه‌های گوناگونی پادگن‌ها را از بین می‌برند. از این ویژگی در درمان و به عنوان دارو نیز استفاده می‌شود.
سرم: شامل پادتن‌های آماده‌ای است که برای درمان زخم‌های شدید یا جلوگیری از بروز بیماری‌هایی مانند کزاز به‌کار می‌روند.
پادزهر سم مار: حاوی پادتن‌هایی است که سم مار را خنثی می‌کنند و در موارد مارگزیدگی استفاده می‌شود.
ورود پادتن آماده به بدن، نوعی ایمنی غیرفعال ایجاد می‌کند، چرا که بدن بدون درگیری مستقیم با عامل بیماری‌زا از پادتن‌های تولیدشده خارجی بهره می‌برد.
شکل 14 - نحوۀ عملکرد پادتن
کاربردهای درمانی پادتن‌ها و نوع ایمنی ایجادشده
کاربرد درمانی | محتوا | هدف | نوع ایمنی |
سرم | پادتن‌های آماده | درمان زخم‌های شدید، پیشگیری از کزاز | ایمنی غیرفعال |
پادزهر | پادتن‌های خنثی‌کننده سم | درمان مارگزیدگی | ایمنی غیرفعال |
نحوه عملکرد لنفوسیت T
لنفوسیت‌های T نقش مهمی در شناسایی و حذف یاخته‌های خودی که تغییر کرده‌اند دارند. این یاخته‌ها شامل:
یاخته‌های سرطانی
یاخته‌های آلوده به ویروس
یاخته‌های پیوندشده (در صورت عدم شباهت پادگنی با یاخته‌های خودی)
مراحل عملکرد لنفوسیت T به صورت زیر است:
پس از شناسایی پادگن، لنفوسیت T به سرعت تکثیر می‌شود.
یاخته‌هایی به نام لنفوسیت‌های T کشنده ایجاد می‌شوند.
این یاخته‌ها به یاخته هدف متصل شده و با ترشح مواد زیر آن را از بین می‌برند:
پرفورین
آنزیم‌هایی که مرگ برنامه‌ریزی‌شده یاخته را فعال می‌کنند.
افزایش غیرطبیعی لنفوسیت‌های T ممکن است منجر به نابودی یاخته‌های خودی و در نهایت مرگ شود.
در مقایسه با یاخته‌های کشنده طبیعی که بخشی از خط دفاعی دوم هستند، لنفوسیت‌های T کشنده در خط دفاعی سوم قرار دارند.
هر دو گروه در نابودی یاخته‌های سرطانی و آلوده به ویروس نقش دارند، اما لنفوسیت‌های T توانایی شناسایی یاخته‌های پیوندی را نیز دارند.
مقایسه لنفوسیت‌های T کشنده و یاخته‌های کشنده طبیعی
ویژگی | لنفوسیت‌های T کشنده | یاخته‌های کشنده طبیعی |
خط دفاعی | سوم | دوم |
یاخته‌های هدف مشترک | یاخته‌های سرطانی، یاخته‌های آلوده به ویروس | یاخته‌های سرطانی، یاخته‌های آلوده به ویروس |
یاخته‌های هدف اختصاصی | یاخته‌های پیوندی | - |
بیماری آنفلوانزای پرندگان
مقدمه‌ای بر سازوکار بیماری‌زایی
برخی ویروس‌ها قادرند علاوه بر پرندگان، انسان را نیز آلوده کنند. نمونهٔ شناخته‌شدهٔ آن ویروس آنفلوانزای پرندگان است که می‌تواند هنگام تماس انسان با پرندهٔ آلوده وارد بدن شده و یاخته‌های شش را مورد حمله قرار دهد. ویروس با چسبیدن به این یاخته‌ها و ورود به درون آن‌ها، زمینه را برای فعال‌شدن گستردهٔ دستگاه ایمنی فراهم می‌کند.
افزایش شدید لنفوسیت‌های T و اثر مخرب آن
اگر تعداد زیادی از یاخته‌های شش به ویروس آلوده شود، دستگاه ایمنی پاسخ خود را تشدید کرده و میزان تولید لنفوسیت‌های T کشنده بیش از حد طبیعی بالا می‌رود. این افزایش غیرطبیعی باعث می‌شود حجم بزرگی از یاخته‌های شش در مدت کوتاهی وارد مرگ برنامه‌ریزی‌شده شوند.
علت نهایی مرگ بیمار
تداوم این روند موجب تخریب گستردهٔ بافت شش و از دست‌رفتن ظرفیت حیاتی آن می‌شود. در صورتی‌که عفونت کنترل نشود، مرگ فرد بر اثر نابودی یاخته‌های شش رخ خواهد داد؛ زیرا لنفوسیت‌های T در تلاش برای حذف یاخته‌های آلوده، عملاً تعداد بسیار زیادی از یاخته‌های حیاتی را نابود می‌کنند.
اهمیت پیشگیری و جلوگیری از انتشار بیماری
برای مهار چنین عفونت‌هایی، کارآمدترین اقدام‌ها عبارت‌اند از:
رعایت بهداشت فردی و عمومی
جلوگیری از انتقال بیماری از فرد آلوده به فرد سالم
افزایش آگاهی جامعه و اطلاع‌رسانی مؤثر
این اقدامات از گسترش ویروس جلوگیری کرده و مانع فعال‌شدن غیرقابل‌کنترل دستگاه ایمنی می‌شود.
پاسخ اولیه و ثانویه در ایمنی اختصاصی
ویژگی‌های کلی دفاع اختصاصی
دفاع اختصاصی فرایندی است که برای شناسایی پادگن و تکثیر لنفوسیت‌ها به زمان نیاز دارد. از این رو، برخلاف دفاع غیر اختصاصی، دفاع سریعی نیست.
یکی از ویژگی‌های مهم دفاع اختصاصی، داشتن حافظه نسبت به پادگن‌هایی است که قبلاً وارد بدن شده‌اند. به همین دلیل، این نوع دفاع با گذشت زمان قوی‌تر و سریع‌تر می‌شود.
شکل 15 - پاسخ اولیه و ثانویه
مقایسه پاسخ اولیه و پاسخ ثانویه
ویژگی | پاسخ اولیه | پاسخ ثانویه |
مدت زمان برای شناسایی و تکثیر | بیشتر | کمتر |
سرعت پاسخ | کمتر | بیشتر |
شدت پاسخ | کمتر | بیشتر |
احتمال نابودی عامل بیماری‌زا | کمتر | بیشتر |
در پاسخ اولیه، دستگاه ایمنی برای نخستین بار با پادگن مواجه می‌شود و زمان بیشتری برای شناسایی و تولید لنفوسیت‌های مناسب لازم است. اما در پاسخ ثانویه، چون یاخته‌های خاطره از مواجهه قبلی در بدن باقی‌مانده‌اند، واکنش سریع‌تر و شدیدتری ایجاد می‌شود.
ایجاد حافظه ایمنی
دستگاه ایمنی دارای حافظه است؛ یعنی وقتی با پادگنی برخورد کند خاطره آن برخورد را نگه خواهد داشت. هنگامی که یک لنفوسیت، پادگنی را شناسایی می‌کند و تکثیر می‌شود، تنها یاخته‌های عمل‌کننده مانند لنفوسیت‌های T کشنده یا B پادتن‌ساز ایجاد نمی‌شوند؛ بلکه بخشی از این سلول‌ها به لنفوسیت‌های خاطره تبدیل می‌شوند.
لنفوسیت‌های خاطره در مقایسه با لنفوسیت‌های عمل‌کننده تفاوت‌های مهمی دارند:
تعداد آن‌ها در نخستین برخورد کمتر است، اما پس از آن با سرعت بیشتری تقسیم می‌شوند.
برخلاف لنفوسیت‌های عمل‌کننده که عمر کوتاه‌تری دارند، یاخته‌های خاطره مدت طولانی در خون باقی می‌مانند.
آن‌ها نقش اصلی را در تسریع پاسخ ایمنی در مواجهه مجدد دارند، در حالی که لنفوسیت‌های عمل‌کننده در شدت‌بخشی پاسخ نقش دارند.
لنفوسیت‌های خاطره دارای گیرنده‌هایی مشابه گیرنده پادگنی لنفوسیت اولیه هستند، در حالی که لنفوسیت‌های عمل‌کننده چنین ویژگی‌ای ندارند.
تنها لنفوسیت‌های خاطره مسئول ایجاد حافظه ایمنی‌اند، در حالی که لنفوسیت‌های عمل‌کننده در این فرایند نقشی ندارند.
در پاسخ‌های ایمنی، لنفوسیت‌های خاطره باعث افزایش سرعت واکنش می‌شوند، در حالی که لنفوسیت‌های عمل‌کننده سبب افزایش شدت پاسخ می‌گردند.
شکل 16 - لنفوسیت‌های خاطره
مقایسهٔ لنفوسیت‌های خاطره و لنفوسیت‌های عمل‌کننده
ویژگی | لنفوسیت خاطره | لنفوسیت عمل‌کننده |
تعداد در برخورد نخست | کمتر | بیشتر (پس از تکثیر) |
توانایی تقسیم | دارد. | ندارد. |
طول عمر | مدت طولانی در خون باقی می‌مانند. | عمر کوتاه‌تری دارند. |
نقش اصلی در پاسخ ایمنی | تسریع پاسخ ایمنی در مواجهه مجدد | شدت‌بخشی پاسخ |
گیرنده‌ها | دارای گیرنده‌هایی مشابه گیرنده پادگنی لنفوسیت اولیه | چنین ویژگی‌ای را ندارند. |
مسئولیت در حافظه ایمنی | مسئول ایجاد حافظه ایمنی‌اند. | نقشی ندارند. |
اثر در پاسخ‌های ایمنی | افزایش سرعت واکنش | افزایش شدت پاسخ |