Układ odporności
Immunomodulating Effects of Fungal Beta-Glucans: From Traditional Use to Medicine
Source: Nutrients Authors: van Steenwijk H, Bast, A and de Boer A.
Beta-glucans derived from mushrooms are bioactive long-chain polysaccharide compounds, insoluble in water and with immunomodulatory properties. Knowledge of the action and functions of beta-glucans, which have been used in traditional medicine for centuries, is developing thanks to modern immunological and biotechnological methods.
Immunomodulating Effects of Fungal Beta-Glucans: From Traditional Use to Medicine
This review has highlighted the potential application of fungal beta-glucans—immunomodulators that have been used in traditional Chinese medicine for centuries—in nutrition and medicine. From this review, it can be concluded that fungal glucans may play a promising role within both perspectives, and that there are possibilities to give traditional medicine an immunological application in both medicinal products and foods. Depending on the dosage, formulation, efficacy, safety profile, and route of administration, the immunomodulating effects that can be expected from fungal beta-glucans can either be considered a pharmaceutical effect (treating or curing a disease) or as a health effect originating from foods, focusing on the prevention of negative health effects.
In Europe, claims on health benefits are strictly regulated, with EFSA reviewing the scientific evidence that supports putative statements about health effects. As shown in this paper, all applications for putative health claims related to stimulation of the immune system and defense against pathogenic microorganisms have so far been rejected. Since EFSA has only approved immune claims for six vitamins and four essential trace elements, it can only be speculated that the temptation to add these ingredients to products is growing, rather than stimulating research into innovative foods. Comparing the evidence base of the putative health effects of fungal beta-glucan supplements with the guidance documents on immune support health claims, but even more importantly, the guidance documents on substantiating immune stimulation and pathogen defense by food products, it is shown that fungal glucans could play a role in supporting and maintaining health and, thus, can be seen as a good health-promoting substance from food—which could mean that this effect may also be claimed if approved.
In addition to these developments related to food uses of beta-glucan-containing supplements, beta-glucans could also hold a novel position in Western medicine, as the concept of trained immunity is relatively new and has not been investigated to a larger extent. The new insights and developments in trained immunity may lead to the possible application of fungal beta-glucans as NSIs in Western medicine. Due to the experience from Asian medicine and the relatively favorable safety profile, lentinan (i.v.) could potentially be a suitable fungal glucan within this new field of immunity. However, additional (preclinical) safety studies must first be performed to be eligible as a medicine in Europe. Imprime PGG, which is currently going through the stages of drug development, is another fungal beta-glucan worth investigating. Finally, given the different ways to purify and process beta-glucans, one of the biggest challenges remains the standardization and proper characterization of the active compounds themselves. However, with the help of modern immunological and biotechnological methods, increasing insights are gained into immunomodulating fungal beta-glucans, with potential applications both in foods and pharmaceutical products.
Immunomodulating Effects of Fungal Beta-Glucans: From Traditional Use to Medicine Nutrients. 2021 Apr; 13(4): 1333. Published online 2021 Apr 17. doi: 10.3390/nu13041333
Prezentacja antygenu
Prezentacja antygenu – termin obejmujący znaczeniem mechanizmy odpornościowe, które polegają na „ukazaniu” antygenu limfocytom T przy udziale cząsteczek MHC. Głównym celem prezentacji antygenów jest rozwinięcie odpowiedzi swoistej na dany antygen. Charakterystyczne jest to, że antygeny nie są przedstawiane w formie pierwotnej (natywnej), lecz w formie przetworzonej.
Ze względu na zróżnicowanie cząsteczek MHC*, prezentacja antygenu może się przejawiać w jednej z trzech postaci:
*MHC - ang. major histocompatibility complex - główny układ zgodności tkankowej. Stanowi go zespół białek odpowiedzialnych za prezentację antygenów limfocytom T.
- Cząsteczki MHC klasy I, które prezentują antygeny limfocytom Tc (cytotoksycznym), biorą udział w obronie przeciwko patogenom wewnątrzkomórkowym, np. wirusom. Jeżeli taki antygen zostanie rozpoznany jako obcy, komórka prezentująca będzie zabita, jego obecność na cząsteczce MHC klasy I świadczy bowiem o istnieniu patogenu we wnętrzu komórki. Zabijając komórkę, limfocyt Tc zabija zwykle także występującego w niej pasożyta. Można powiedzieć, że w ten sposób jednostka (komórka) jest poświęcana dla dobra ogółu (organizmu).
- Cząsteczki MHC klasy II, które prezentują antygeny limfocytom Th (pomocniczym), nie wywołują śmierci komórki prezentującej antygen. W tym przypadku taka komórka rozpoczyna wydzielanie cytokin, które pobudzają limfocyt Th. Limfocyty Th są istotnymi komórkami regulującymi odpowiedź odpornościową. Dzięki temu cząsteczki MHC klasy II uczestniczą w pobudzeniu innych komórek, za pośrednictwem limfocytów T pomocniczych.
- Prezentacja krzyżowa jest mechanizmem umożliwiającym pobudzenie zarówno limfocytów Th, jak i limfocytów Tc, przy czym biorą w niej udział zarówno cząsteczki MHC klasy I, jak i klasy II. Nie jest to jednak prosta kombinacja dwóch poprzednio wymienionych rodzajów prezentacji antygenu. Zachodzi ona w charakterystyczny sposób z udziałem określonych komórek, które prezentują antygeny jednocześnie na MHC obu klas i nie są zabijane przez limfocyty Tc.
2 Makrofagi i komórki dendrytyczne należą do tzw. komórek prezentujących antygen (Antigen Presenting Cells).
Limfocyty – komórki T i komórki B
Limfocyty należą do krwinek białych (leukocytów) i pochodzą ze szpiku kostnego, ale migrują do różnych części układu limfatycznego, takich jak węzły chłonne, śledzona czy grasica. Są dwa główne rodzaje limfocytów: komórki T i komórki B. Układ limfatyczny obejmuje również system transportowy – układ naczyń limfatycznych – służący do transportu oraz magazynowania limfocytów. Układ limfatyczny zaopatruje/dostarcza limfocyty naszemu organizmowi i odfiltrowuje tkanki z martwych komórek i mikroorganizmów, które nas zaatakowały, takich jak np. bakterie.
Na powierzchni każdego limfocyta znajdują sie receptory, które umożliwiają im rozpoznawanie obcych substancji. Receptory te są bardzo wyspecjalizowane i pasują tylko do jednego swoistego antygenu. Aby to zrozumieć działanie takich specyficznych receptorów pomyślcie o ręce, która może chwycić tylko jeden rodzaj przedmiotu, na przykład tylko jabłko. Taka ręka byłaby prawdziwym mistrzem w chwytaniu jabłek, ale nie byłaby w stanie chwycić cokolwiek innego. W naszym organizmie taki pojedynczy receptor odpowiadałby ręce, która wychwytuje swoje „jabłka”. Limfocyty przemierzają nasz organizm póki nie natrafią na antygen, który ma właściwy kształt i rozmiar pasujący do ich specyficznego receptora. Wydaje się, że może fakt, iż receptory każdego limfocyta mogą pasować tylko do jednego szczególnego rodzaju antygenu będzie stanowił ograniczenie, ale organizm radzi sobie z tym dzięki produkcji takiej mnogości różnorodnych rodzajów limfocytów, że układ odporności jest w stanie rozpoznać niemal każdego intruza.
Limfocyty T
Limfocyty (komórki) T tworzą dwie główne i odmienne grupy: limfocyty pomocnicze T (helper cells) i limfocyty T zabójcy (killer cells). Nazwa limfocyty T pochodzi od łacińskiej nazwy grasicy – thymus – gruczołu położonego za mostkiem. Limfocyty T powstają w szpiku kostnym, następnie migrują do grasicy gdzie dojrzewają.
Limfocyty pomocnicze Th (helper) stanowią główną siłę napędową i regulującą układ odporności. Ich podstawowym zadaniem jest aktywacja limfocytów B oraz limfocytów T zabójców. Jednak limfocyty pomocnicze Th same muszą być wcześniej aktywowane. Dzieje się to wówczas, gdy makrofag lub komórka dendrytyczna, która wcześniej pochłonęła intruza, przemieści się do pobliskiego węzła chłonnego i zaprezentuje informację o załapanym patogenie. Komórka żerna (fagocyt) przedstawia fragment antygenu intruza na swej powierzchni w procesie znanym prezentacją antygenu. Limfocyt pomocniczy Th zostaje aktywowany, gdy jego receptor rozpozna antygen. Raz aktywowany limfocyt pomocniczy Th zaczyna się dzielić i produkować białka, które aktywują limfocyty B i T jak również inne komórki układu odporności.
Limfocyt T zabójca (killer cell) jest wyspecjalizowany w atakowaniu komórek organizmu zakażonych wirusami, a czasem bakteriami. Atakuje również komórki raka. Limfocyt T zabójca posiada receptory do wyszukiwania każdej komórki, która pasuje. Komórka, jeśli jest zakażona, jest szybko zabijana. Zakażone komórki są rozpoznawane dzięki drobnym śladom intruza - antygenowi, który może być wykryty na ich powierzchni.
Limfocyty B
Limfocyt B poszukuje antygenu pasującego do jego receptorów. Jeśli znajdzie taki antygen to przyłączy się do niego i wewnątrz limfocyta B jest uruchamiany sygnał spustowy. Ale żeby zostać w pełni aktywowanym, limfocyt B potrzebuje jeszcze białka produkowanego przez limfocyty pomocnicze Th. Gdy to nastąpi limfocyt B zaczyna się dzielić produkując swoje klony komórkowe i w czasie tego procesu powstają dwa nowe typy komórek: komórki plazmatyczne i limfocyty pamięci B.
Komórka plazmatyczna jest wyspecjalizowana w produkcji swoistych białek zwanych przeciwciałami, które będą oddziaływać na taki antygen, który pasuje do receptora limfocyta B. Przeciwciała uwalniane przez komórki plazmatyczne potrafią wyszukać „intruzów” i pomóc w ich zniszczeniu. Komórki plazmatyczne produkują przeciwciała w niezwykłym tempie i potrafią uwalniać dziesiątki tysięcy przeciwciał na sekundę. Gdy Y-kształtne przeciwciała napotkają pasujący antygen, przyłączają się do niego. Przyłączone przeciwciała służą jako „smakowita otoczka” dla komórek żernych, takich jak makrofagi. Przeciwciała neutralizują również toksyny i unieszkodliwiają wirusy, zapobiegając zakażaniu przez nie nowych komórek. Każde ramię Y-kształtnego przeciwciała może przyłączyć się do różnego antygenu. Tak więc gdy jedno ramię łączy się z jednym antygenem na jednej komórce, to drugie ramie może przyłączać się do innej komórki. W ten sposób patogeny są zbierane w większe grupy, które łatwiej jest sfagocytować komórkom żernym. Poza tym bakterie i inne patogeny pokryte przeciwciałami są łatwiejszym celem na atak białek układu dopełniacza.
Limfocyty pamięci B (komórki pamięci B) są drugim rodzajem komórek produkowanych przez kategorię limfocytów B. Komórki te mają wydłużony okres życia i dlatego mogą „pamiętać” swoistych intruzów. Również kategoria limfocytów T może produkować komórki pamięci, mają one nawet dłuższy okres życia niż limfocyty B pamięci. Gdy intruz próbuje powtórnie zaatakować organizm, to limfocyty pamięci B oraz T, które już go znają, pomagają aktywować układ odporności znacznie szybciej. Najeźdźcy zostają wprost “wymieceni”, zanim zakażona osoba poczuje jakiekolwiek objawy. Organizm został uodporniony na intruza.
Aktywacja limfocytów pamięci B
