Układ odporności
Immunomodulujące działanie beta-glukanów pochodzących z grzybów
Źródło: Nutrients Autorzy: van Steenwijk H, Bast, A and de Boer A.
Beta-glukany pochodzące grzybów to bioaktywne związki polisacharydowe o długim łańcuchu, nie rozpuszczalne w wodzie i o właściwościach immunomodulujących. Poznanie działania i funkcji beta-glukanów, które od wieków są stosowane w tradycyjnej medycynie, rozwija się dzięki nowoczesnym metodom immunologicznym i biotechnologicznym.
Immunomodulating Effects of Fungal Beta-Glucans: From Traditional Use to Medicine
W przeglądzie tym zwrócono uwagę na potencjalne zastosowanie immunomodulacyjne beta-glukanów pochodzących z grzybów – stosowanych od wieków w tradycyjnej medycynie chińskiej – w żywieniu i medycynie. Z tego przeglądu można wywnioskować, że glukany grzybowe mogą odgrywać obiecującą rolę w obu perspektywach i że istnieją możliwości zastosowania medycyny tradycyjnej w immunologię zarówno w produktach leczniczych, jak i żywności. W zależności od dawki, postaci użytkowej, skuteczności, profilu bezpieczeństwa i drogi podania, działanie immunomodulujące, jakiego można oczekiwać od beta-glukanów grzybowych, można uznać za działanie farmaceutyczne (leczenie lub wyleczenie choroby) lub za działanie zdrowotne pochodzące z żywności, koncentrując się na zapobieganiu negatywnym skutkom zdrowotnym.
W Europie oświadczenia dotyczące korzyści zdrowotnych są ściśle regulowane, a EFSA dokonuje przeglądu dowodów naukowych potwierdzających domniemane stwierdzenia dotyczące skutków zdrowotnych. Jak wykazano w niniejszym artykule, wszystkie wnioski o oświadczenia zdrowotne związane ze stymulacją układu odpornościowego i obroną przed mikroorganizmami chorobotwórczymi zostały dotychczas odrzucone. Ponieważ EFSA zatwierdziła oświadczenia immunologiczne tylko dla sześciu witamin i czterech niezbędnych pierwiastków śladowych, można jedynie spekulować, że pokusa dodawania tych składników do produktów rośnie, zamiast stymulować badania nad innowacyjną żywnością. Porównując bazę dowodową domniemanych skutków zdrowotnych suplementów beta-glukanu z grzybów z wytycznymi dotyczącymi oświadczeń zdrowotnych wspomagających odporność, ale co ważniejsze, z wytycznymi dotyczącymi uzasadnienia stymulacji układu odpornościowego i obrony przed patogenami przez produkty spożywcze, wykazano, że glukany grzybowe może odgrywać rolę we wspieraniu i utrzymaniu zdrowia, a tym samym może być postrzegana jako dobra prozdrowotna substancja pochodząca z pożywienia – co może oznaczać, że taki efekt można również twierdzić, jeśli zostanie zatwierdzony.
Oprócz tych zmian związanych z zastosowaniami żywieniowymi suplementów zawierających beta-glukan, beta-glukany mogą również zająć nowe miejsce w zachodniej medycynie, ponieważ koncepcja wytrenowanej odporności jest stosunkowo nowa i nie została zbadana w większym stopniu. Nowe odkrycia i postępy w zakresie wytrenowanej odporności mogą prowadzić do możliwego zastosowania grzybowych beta-glukanów jako nieswoistych immunostymulantów w zachodniej medycynie. Ze względu na doświadczenia z medycyny azjatyckiej i stosunkowo korzystny profil bezpieczeństwa, lentinan (i.v.) mógłby potencjalnie być odpowiednim glukanem grzybowym w tej nowej dziedzinie odporności. Jednak aby lek mógł zostać uznany za lek w Europie, należy najpierw przeprowadzić dodatkowe (przedkliniczne) badania bezpieczeństwa. Preparat Imprime PGG, który obecnie przechodzi przez etapy opracowywania leku, to kolejny grzybowy beta-glukan warty zbadania. Wreszcie, biorąc pod uwagę różne sposoby oczyszczania i przetwarzania beta-glukanów, jednym z największych wyzwań pozostaje standaryzacja i właściwa charakterystyka samych związków aktywnych. Jednak dzięki nowoczesnym metodom immunologicznym i biotechnologicznym zdobywa się coraz więcej informacji na temat immunomodulujących beta-glukanów grzybów, które mają potencjalne zastosowania zarówno w żywności, jak i produktach farmaceutycznych.
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
