Πώς το σώμα μας, αμύνεται απέναντι στις μολυσματικές ασθένειες;

Καθημερινά ο ανθρώπινος οργανισμός έρχεται σε επαφή με εκατομμύρια μικρόβια: στον αέρα που αναπνέει, στην τροφή που τρώει, στο νερό που πίνει, στα αντικείμενα που αγγίζει. Ένα μέρος από αυτά είναι παθογόνα, δηλαδή μπορούν να προκαλέσουν ασθένεια. Και όμως, ο άνθρωπος δεν είναι συνεχώς άρρωστος. Δύο ερωτήματα προκύπτουν φυσιολογικά: 🤔

• Αφού μας περιβάλλουν εκατομμύρια παθογόνοι μικροοργανισμοί και αναγκαστικά ερχόμαστε σε επαφή μαζί τους, γιατί δεν είμαστε συνέχεια άρρωστοι;
• Πώς καταφέρνει ο οργανισμός να αναγνωρίζει και να εξουδετερώνει τόσους πολλούς παθογόνους μικροοργανισμούς;

Η απάντηση βρίσκεται σε έναν εξαιρετικά αποτελεσματικό μηχανισμό προστασίας, που δουλεύει συνεχώς — τις περισσότερες φορές χωρίς καν να το αντιληφθεί ο άνθρωπος.

Ομοιόσταση: η σταθερότητα του εσωτερικού περιβάλλοντος ⚖️

Πριν εξεταστεί η άμυνα, χρειάζεται μια θεμελιώδης βιολογική έννοια. Πολλοί οργανισμοί, μαζί και ο άνθρωπος, διαθέτουν μηχανισμούς που διατηρούν σταθερό το εσωτερικό τους περιβάλλον, ανεξάρτητα από τις μεταβολές που συμβαίνουν στο εξωτερικό τους περιβάλλον. Αυτή η ικανότητα του οργανισμού να διατηρεί σταθερή την εσωτερική του κατάσταση ονομάζεται ομοιόσταση και, για να επιτευχθεί, απαιτείται ενέργεια. Δεν συμβαίνει δηλαδή «από μόνη της»: είναι ενεργητική δουλειά των κυττάρων.

Όταν διαταράσσεται η ομοιόσταση του οργανισμού, ο οργανισμός βρίσκεται σε κατάσταση ασθένειας. Τότε αντιδρά, ώστε να αποκατασταθεί η ομοιόσταση, δηλαδή να επανέλθει η κατάσταση υγείας. Έτσι εξασφαλίζεται η εύρυθμη λειτουργία του οργανισμού και επομένως η επιβίωσή του.

Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα φυσικού ομοιοστατικού μηχανισμού είναι η διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος στους $36{,}6\ ^\circ C$, ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία του εξωτερικού περιβάλλοντος. Είτε ο άνθρωπος βρίσκεται στο κρύο του χειμώνα είτε στη ζέστη του καλοκαιριού, το σώμα ιδρώνει ή τρέμει ώστε να επαναφέρει τη θερμοκρασία στην τιμή αυτή.

Οι παθογόνοι μικροοργανισμοί συγκαταλέγονται ανάμεσα στους παράγοντες που μπορεί να προκαλέσουν διαταραχές στην ομοιόσταση του οργανισμού, με αποτέλεσμα αυτός να εκδηλώσει κάποια ασθένεια. Γι' αυτό ακριβώς ο άνθρωπος διαθέτει έναν ιδιαίτερο ομοιοστατικό μηχανισμό ειδικά για την αντιμετώπισή τους: το ανοσοποιητικό σύστημα.

Τρεις γραμμές άμυνας 🛡️

Ο ανθρώπινος οργανισμός έχει αναπτύξει τρεις (3) γραμμές άμυνας απέναντι στα μικρόβια. Μπορεί κανείς να τις φανταστεί σαν τρία διαδοχικά τείχη ενός κάστρου: τα μικρόβια πρέπει να καταφέρουν να διαπεράσουν και τις τρεις αυτές γραμμές για να προκαλέσουν κάποια μολυσματική ασθένεια. Αν σταματήσουν σε οποιαδήποτε από αυτές, ο άνθρωπος δεν αρρωσταίνει.

Πρώτη Γραμμή Άμυνας: η γραμμή των εξωτερικών μηχανισμών 🚧

Η πρώτη γραμμή άμυνας λειτουργεί σαν το τείχος ενός κάστρου: προσπαθεί να εμποδίσει τα μικρόβια να μπουν καθόλου μέσα στο σώμα. Δεν ξεχωρίζει ποιο μικρόβιο είναι επικίνδυνο και ποιο όχι — δρα με τον ίδιο τρόπο απέναντι σε όλα. Κάθε σημείο του σώματος που επικοινωνεί με το εξωτερικό περιβάλλον διαθέτει τον δικό του μηχανισμό παρεμπόδισης:

Παρατηρείται λοιπόν ότι η πρώτη γραμμή δουλεύει με τρεις βασικές στρατηγικές: φράγμα (δέρμα), παγίδευση και απομάκρυνση (βλέννα, τριχίδια, βλεφαρίδες, φτάρνισμα) και χημική καταστροφή (υδροχλωρικό οξύ, γαλακτικό οξύ, λυσοζύμη).

Συνοψίζοντας: η πρώτη γραμμή άμυνας, με εξωτερικούς μηχανισμούς, εμποδίζει τους παθογόνους μικροοργανισμούς να εισβάλουν μέσα στο σώμα.

Ας θυμηθούμε: τι περιέχει το αίμα μας 🩸

Για να γίνουν κατανοητές η δεύτερη και η τρίτη γραμμή άμυνας, χρειάζεται μια υπενθύμιση της σύστασης του αίματος. Το αίμα περιέχει:

1. Εξειδικευμένα κύτταρα και κυτταρικά θραύσματα:
   • Ερυθρά αιμοσφαίρια – μεταφέρουν οξυγόνο στα κύτταρα.
   • Λευκά αιμοσφαίρια – βοηθούν στην αντιμετώπιση των λοιμώξεων.
   • Αιμοπετάλια – βοηθούν στην πήξη του αίματος.
2. Πλάσμα – υποκίτρινο υγρό που μεταφέρει τα κύτταρα του αίματος και διάφορες ουσίες.

Οι δύο εσωτερικές γραμμές άμυνας στηρίζονται αποκλειστικά στα λευκά αιμοσφαίρια. Το αίμα λειτουργεί ουσιαστικά ως ο «δρόμος» μέσα από τον οποίο ο στρατός του οργανισμού φτάνει γρήγορα σε κάθε σημείο του σώματος.

Δεύτερη Γραμμή Άμυνας: η γραμμή των φαγοκυττάρων 🦠

Αν το δέρμα τραυματιστεί και χαθεί η συνέχεια που το χαρακτηρίζει, τότε μικρόβια από το εξωτερικό περιβάλλον μπορούν να εισβάλουν σε υποκείμενους ιστούς ή ακόμη και μέσα στο αίμα, περνώντας μέσα από αγγεία που έχουν διαρραγεί. Η πρώτη γραμμή έχει πλέον παραβιαστεί — και εδώ αναλαμβάνει η δεύτερη.

Τα φαγοκύτταρα είναι ένα είδος λευκών αιμοσφαιρίων του αίματος που επιτίθενται σε οτιδήποτε ξένο εισβάλλει στον οργανισμό. Δεν κάνουν διακρίσεις: δεν τα ενδιαφέρει ποιο ακριβώς μικρόβιο είναι — τους αρκεί ότι είναι ξένο. Γι' αυτό και δεν χρειάζεται να το «γνωρίζουν» από πριν.

Η διαδικασία της φαγοκυττάρωσης βήμα προς βήμα

1. Εντοπισμός και προσέγγιση. Το φαγοκύτταρο εντοπίζει το ξένο σώμα, π.χ. ένα βακτήριο, το οποίο διαπέρασε την πρώτη γραμμή άμυνας, και κατευθύνεται προς αυτό.
2. Εγκλωβισμός. Το φαγοκύτταρο περιβάλλει το βακτήριο με την κυτταρική του μεμβράνη και το ενσωματώνει στο εσωτερικό του. Η μεμβράνη «απλώνεται» γύρω από τον εισβολέα σαν δύο χέρια που τον αγκαλιάζουν, μέχρι να τον κλείσουν εντελώς μέσα στο κύτταρο.
3. Πέψη. Το φαγοκύτταρο διασπά το βακτήριο που έχει εγκλωβίσει: τα μακρομόρια του βακτηρίου διασπώνται σε μικρομόρια. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται ενδοκυτταρική πέψη και ο εισβολέας καταστρέφεται οριστικά.

Η όλη πιο πάνω διαδικασία ονομάζεται φαγοκυττάρωση ή κυτταροφαγία.

Τρίτη Γραμμή Άμυνας: η γραμμή των αντισωμάτων 🎯

Αν τα μικρόβια καταφέρουν να ξεπεράσουν και τα φαγοκύτταρα — επειδή είναι πάρα πολλά ή ιδιαίτερα ανθεκτικά — ενεργοποιείται η τρίτη και πιο εξειδικευμένη γραμμή άμυνας. Εδώ ο οργανισμός δεν επιτίθεται τυφλά: χτυπάει τον συγκεκριμένο εισβολέα με ένα όπλο φτιαγμένο ειδικά γι' αυτόν.

Αντιγόνα και αντισώματα

• Ως αντιγόνα χαρακτηρίζονται οι χημικές ουσίες (π.χ. πρωτεΐνες) που μπορούν να προκαλέσουν παραγωγή αντισωμάτων τα οποία τις αναγνωρίζουν. Κάθε μικρόβιο φέρει στην επιφάνειά του συγκεκριμένα αντιγόνα, που λειτουργούν σαν «ταυτότητά» του.
• Τα αντισώματα είναι ειδικές πρωτεΐνες που παράγονται από ειδικά λευκά αιμοσφαίρια και αναγνωρίζουν συγκεκριμένα αντιγόνα.

Η λειτουργία της τρίτης γραμμής βήμα προς βήμα

1. Ένα μικρόβιο που εισέρχεται στον οργανισμό έχει συγκεκριμένα αντιγόνα στην επιφάνειά του.
2. Το ειδικό λευκό αιμοσφαίριο εντοπίζει το μικρόβιο μέσω της αναγνώρισης των αντιγόνων του.
3. Το ειδικό λευκό αιμοσφαίριο φτιάχνει αντισώματα που θα ταιριάξουν με τα αντιγόνα αυτού ακριβώς του μικροβίου.
4. Τα αντισώματα αναγνωρίζουν τα αντιγόνα των μικροβίων με τα οποία ταιριάζουν και συνδέονται μαζί τους.
5. Το μικρόβιο, λόγω της σύνδεσης αντιγόνου – αντισώματος, καταστρέφεται.
6. Τα αντισώματα παραμένουν στην κυκλοφορία του αίματος, έτοιμα να καταστρέψουν και πάλι μικρόβια που έχουν τα ίδια αντιγόνα.

Γιατί αρρωσταίνουμε και μετά γινόμαστε καλά; ⏳

Όταν τα μικρόβια μολύνουν τον οργανισμό, αρχίζουν αμέσως να αναπαράγονται μέσα στο σώμα. Ακολούθως, ο οργανισμός αρχίζει να αισθάνεται άρρωστος, επειδή χρειάζεται κάποιο χρόνο για να αρχίσει να παράγει αντισώματα σε μεγάλη ποσότητα εναντίον των μικροβίων. Σε αυτό ακριβώς το χρονικό διάστημα τα μικρόβια πληθαίνουν, ενώ η άμυνα δεν έχει ακόμη οργανωθεί.

Στη συνέχεια, ο οργανισμός αρχίζει να αισθάνεται καλύτερα, γιατί έχει δημιουργήσει αντισώματα που καταστρέφουν τα μικρόβια. Όταν όλα τα μικρόβια καταστραφούν, ο άνθρωπος έχει αναρρώσει πλήρως και ο αριθμός των αντισωμάτων αρχίζει να μειώνεται.

Η πορεία της ποσότητας των αντισωμάτων στο αίμα, από τη στιγμή της μόλυνσης, μπορεί να περιγραφεί ως εξής:

Το κρίσιμο σημείο βρίσκεται στην τελευταία γραμμή: ακόμη κι όταν ο οργανισμός έχει αναρρώσει πλήρως από τη λοιμώδη ασθένεια, εξακολουθεί να παραμένει μέσα στο αίμα του κάποια ποσότητα αντισωμάτων για πολλά χρόνια.

Φυσική ανοσία: η «ανάμνηση» της ασθένειας 🧠

Χάρη σε αυτά τα αντισώματα που παραμένουν, ο οργανισμός διατηρεί μια «ανάμνηση» της ασθένειας που ήδη πέρασε, η οποία του προσφέρει ανοσία — και συγκεκριμένα φυσική ανοσία.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο οργανισμός, αν μολυνθεί ξανά από το ίδιο μικρόβιο, «θυμάται» αμέσως πώς να φτιάξει αυτά τα αντισώματα και τα παράγει πολύ γρήγορα. Έτσι, τα μικρόβια καταπολεμούνται πριν προλάβουν να πολλαπλασιαστούν και να προκαλέσουν ξανά ασθένεια. Ο άνθρωπος ουσιαστικά δεν αντιλαμβάνεται καν ότι μολύνθηκε.

Σύνοψη 📌

• Η ομοιόσταση είναι η ικανότητα του οργανισμού να διατηρεί σταθερό το εσωτερικό του περιβάλλον και απαιτεί ενέργεια. Ασθένεια = διαταραγμένη ομοιόσταση· υγεία = αποκατεστημένη ομοιόσταση.
• Το ανοσοποιητικό σύστημα είναι ένας ιδιαίτερος ομοιοστατικός μηχανισμός που αναγνωρίζει και εξουδετερώνει παθογόνους μικροοργανισμούς.
• Ο οργανισμός διαθέτει τρεις γραμμές άμυνας, και το μικρόβιο πρέπει να τις περάσει όλες για να προκαλέσει ασθένεια.

Χωρίς αυτόν τον τριπλό μηχανισμό, η ζωή σε ένα περιβάλλον γεμάτο μικρόβια θα ήταν αδύνατη. Το σώμα, χωρίς να το αντιλαμβάνεται κανείς, δουλεύει σκληρά κάθε μέρα καταπολεμώντας τους παθογόνους μικροοργανισμούς. 💪