Imunitný tréning

Náš imunitný systém pozostáva z dvoch hlavných častí: vrodeného - nešpecifického imunitného systému a získaného - špecifického imunitného systému. Nešpecifický imunitný systém zahŕňa neporušené anatomické bariéry a bunkové zložky, ktoré bránia prieniku cudzorodých častíc do nášho organizmu alebo ich likvidujú. Dobre fungujúca nešpecifická imunita zlikviduje až 99% všetkých infekcií, ktoré nás postihnú.

Prehľad interaktíneho vedeckého článku

1. Nešpecifická imunita

2. Špecifická imunita

3. Imunologická pamäť

4. Tréning imunity

5. Otestujte sa

6. Zdroje

1. Nešpecifická imunita

Nešpecifickú imunitu charakterizuje rýchla, takmer okamžitá imunitná odpoveď. Makrofágy a neutrofily likvidujú cudzorodé mikróby procesom pohltenia zvaným fagocytóza. Tento proces využívajú aj špecializované NK bunky, ktoré odstraňujú vírusmi napadnuté bunky.

Po adherencii baktérie začne makrofág vysúvať pseudopódie okolo baktérie. Pseudopódiami nakoniec obklopí baktériu, pohltí ju a uzavrie do fagozómu

Po adherencii baktérie začne makrofág vysúvať pseudopódie okolo baktérie. Pseudopódiami nakoniec obklopí baktériu, pohltí ju a uzavrie do fagozómu. Počas fagocytózy sa granuly alebo lyzozómy fagocytu spájajú s fagozómom a vyprázdňujú do nich svoj obsah. Baktéria je následne nielen zničená , ale je aj enzymaticky rozložená na menšie molekuly, ktoré sú pre túto baktériu jedinečné. Tieto zložky sa nazývajú antigény. Makrofág nešpecifického imunitného systému dokáže na svojom povrchu prezentovať antigény z pohlteného patogéna, vďaka čomu dochádza k aktivácii buniek špecifickej imunity. Bunky špecifického imunitného systému reagujú na prezentované antigény produkciou špecifických protilátok.

Počas fagocytózy sa granuly alebo lyzozómy fagocytu spájajú s fagozómom a vyprázdňujú do nich svoj obsah.

2. Špecifická imunita

Produkcia antigén špecifických protilátok bunkami špecifického imunitného systému si v porovnaní s reakciou nešpecifického imunitného systému vyžaduje viac času, ale je cielenejšia. Vytvorené protilátky na začiatku reakcie majú vysokú variabilitu a viažu rôzne antigény relatívne slabo - sú málo špecifické. V priebehu 10-14 dní sa postupne selektujú iba tie protilátky, ktorých väzba je dostatočne silná a teda sú špecifické pre daný antigén. Pre špecifický imunitný systém je typická tzv. imunologická pamäť, ktorá umožňuje pohotovú reakciu pri opakovanom strete s patogénom.

Produkcia antigén špecifických protilátok

3. Imunologická pamäť

V posledných rokoch sa však zistilo, že imunologickú pamäť má aj vrodená nešpecifická imunita. Na fungovaní buniek nešpecifickej imunity sa podieľajú stovky génov. Aktivita týchto génov je ovplyvnená priamo, napríklad prostredníctvom vitamínu D alebo nepriamo pomocou zmien štruktúry histónov. Históny sú obalené DNA a ovplyvňujú jej dostupnosť, a tým aj aktivitu jednotlivých génov, ktoré sú touto DNA kódované. Prekonanie infekcie, očkovanie, ale aj stres, kvalita stravy, či náš životný štýl sa premieta do zmien štruktúry histónov. Tieto tzv. epigenetické zmeny následne ovplyvňujú aktivitu a funkčnosť jednotlivých génov. Takto modifikované gény sú pripravené na rýchlejšiu a lepšiu reakciu organizmu, napríklad aj pri (opätovnom) strete s patogénom. Takto dochádza k budovaniu pamäte nešpecifickej imunity.

WEB Gl
MMM WEBgl

Vyskúšajte si interaktívnu virutuálnu realitu.

Históny sú obalené DNA a ovplyvňujú jej dostupnosť, a tým aj aktivitu jednotlivých génov, ktoré sú touto DNA kódované

4. Tréning imunity

Vo svetle najnovších poznatkov vedy sa ukazuje, že nešpecifická imunita sa dá trénovať aj bez prítomnosti patogénu. Niektoré látky ako betaglukány, vitamín D či zinok dokážu imunitný systém pripraviť tak, že pri následnom stretnutí s patogénom bude reagovať rýchlejšie a intenzívnejšie. Hovoríme o imunitnom tréningu nešpecifickej imunity.

Betaglukán

Prvou a najviac skúmanou látkou schopnou trénovať neadaptívnu imunitu sú betaglukány z húb a kvasiniek. Betaglukán je polysacharid, ktorý sa nachádza v bunkových stenách baktérií, húb, kvasiniek, rias a rastlín. Do ľudského tela sa dostáva cez klky tenkého čreva a pôsobí na imunitné bunky. Betaglukán zdvojuje väzbu imunitných buniek na patogén. Ich užívanie dostáva mnohé dôležité imunitné gény do stavu pohotovosti. V trénovanom systéme sú preto antimikrobiálne substancie a mediátory, ale aj enzýmy a živiny pre imunitné bunky k dispozícii už od začiatku infekcie, v netrénovanom to chvíľu trvá. Trénovaný systém sa preto zbaví mikroorganizmov skôr, často ešte vo fáze, keď ich množstvo ani nespôsobuje vážnejšie klinické príznaky. Betaglukán cez receptor Dektín 1 priamo aktivuje epigenetické zmeny imunitných buniek.

Betaglukán je polysacharid, ktorý sa nachádza v bunkových stenách baktérií, húb, kvasiniek, rias a rastlín. Do ľudského tela sa dostáva cez klky tenkého čreva a pôsobí na imunitné bunky.

Mnohé probiotické kmene majú na svojom povrchu štruktúry, ktoré pripomínajú nepriateľské mikróby a sú teda ideálnym tréningovým nástrojom pre imunitu – udržiavajú ho totiž v stave imunitného dozoru. Zároveň súťažia o miesto a živiny s potenciálne patogénnymi mikroorganizmami. Produkujú tiež prospešné látky napr. bakteriocíny, ktoré potláčajú rast škodlivých baktérií, či butyrát a propionát, ktoré majú aj protizápalovú funkciu.

Vitamín D

Celý tréningový proces však musí mať optimálne podmienky. K dôležitým faktorom patria najmä zinok, selén, ale aj vitamíny D či C. Napríklad vitamín D reguluje v našom tele takmer 2 500 génov, vrátane génov imunitných buniek a preto je bez jeho účasti tréning nemysliteľný. Je to vo svojej podstate hormón a jeho dostatočná koncentrácia zabezpečuje správne fungovanie imunitného systému, pričom sa podieľa aj na zlepšení fagocytárnej funkcie makrofágov a aktivity NK buniek nešpecifického imunitného systému. Vitamín D cez svoj receptor, ktorý sa nachádza vo všetkých imunitných bunkách ovplyvňuje aktivitu mnohých dôležitých génov podieľajúcich sa na správnom fungovaní imunitného systému.

Vitamín D reguluje v našom tele takmer 2 500 génov, vrátane génov imunitných buniek a preto je bez jeho účasti tréning nemysliteľný

Zinok

Aby sa však potrebné gény mohli vôbec prečítať musí byť zabezpečené dostatočné množstvo zinku, ktorý je súčasťou čítacieho zariadenia DNA. Zinok je súčasťou tzv. zinkových prstov dôležitých enzýmov, ktoré sú v priamom kontakte s molekulou DNA a zúčastňujú sa na prepise aktívnych génov. Zinok je najzastúpenejší mikronutrient v ľudskom organizme a je súčasťou stoviek enzýmov. Dostatočná hladina zinku napomáha kontrole a regulácii imunitných reakcií a napádaniu infikovaných alebo rakovinových buniek.

Zinok je súčasťou tzv. zinkových prstov dôležitých enzýmov, ktoré sú v priamom kontakte s molekulou DNA a zúčastňujú sa na prepise aktívnych génov.

Selén

Aj selén patrí k dôležitým mikronutrientom ovplyvňujúcim imunitný systém. Prostredníctvom selenoproteínov ovplyvňuje oxidoredukčnú aktivitu a rovnováhu v bunkách. Deficit selénu ovplyvňuje neadaptívne i adaptívne zložky imunity – od redukcie fagocytových schopností až po deficit tvorby protilátok. Znížená je aj imunitná odpoveď na tumory a vírusy​.

Selén prostredníctvom selenoproteínov ovplyvňuje oxidoredukčnú aktivitu a rovnováhu v bunkách.

Vitamín C

Vitamín C je základným nutrientom s pleiotropnými účinkami súvisiacimi s jeho schopnosťou darovať elektróny. Je to silný antioxidant a kofaktor pre rodinu biosyntetických a génovo regulačných enzýmov. Vitamín C prispieva k imunitnej obrane podporou rôznych bunkových funkcií vrodeného aj adaptívneho imunitného systému. Vitamín C podporuje funkciu epiteliálnej bariéry proti patogénom a podporuje aktivitu zachytávania oxidantov v pokožke, čím potenciálne chráni pred oxidačným stresom v prostredí. Vitamín C sa hromadí vo fagocytárnych bunkách, ako sú neutrofily, a môže zvyšovať chemotaxiu, fagocytózu, tvorbu reaktívnych foriem kyslíka a nakoniec mikrobiálne zabíjanie.

Vitamín C je základným nutrientom s pleiotropnými účinkami súvisiacimi s jeho schopnosťou darovať elektróny.

Nešpecifická imunita sa dá trénovať

Vo svetle najnovších poznatkov vedy sa ukazuje, že nešpecifická imunita sa dá trénovať aj bez prítomnosti patogénu. Niektoré látky ako betaglukány, vitamín D či zinok dokážu imunitný systém pripraviť tak, že pri následnom stretnutí s patogénom bude reagovať rýchlejšie a intenzívnejšie. Hovoríme o imunitnom tréningu nešpecifickej imunity.

Otestujte sa a získajte kredity

Spustiť test

Zdroje

  1. Netea, Mihai G., and Jos WM van der Meer. "Trained immunity: an ancient way of remembering." Cell host & microbe 21.3 (2017): 297-300.
  2. van der Heijden, Charlotte DCC, et al. "Epigenetics and trained immunity." Antioxidants & redox signaling 29.11 (2018): 1023-1040.
  3. Cirovic, Branko, et al. "BCG vaccination in humans elicits trained immunity via the hematopoietic progenitor compartment." Cell Host & Microbe 28.2 (2020): 322-334.
  4. Arts, Rob JW, et al. "Immunometabolic pathways in BCG-induced trained immunity." Cell reports 17.10 (2016): 2562-2571.
  5. Netea, Mihai G., et al. "Defining trained immunity and its role in health and disease." Nature Reviews Immunology (2020): 1-14.
  6. Mulder, Willem JM, et al. "Therapeutic targeting of trained immunity." Nature Reviews Drug Discovery 18.7 (2019): 553-566.
  7. Riksen, Niels P., and Mihai G. Netea. "Immunometabolic control of trained immunity." Molecular Aspects of Medicine (2020): 100897.
  8. Mourits, Vera P., et al. "Trained immunity as a novel therapeutic strategy." Current opinion in pharmacology 41 (2018): 52-58.
  9. Hamada, Attoumani, et al. "Trained immunity carried by non-immune cells." Frontiers in microbiology 9 (2019): 3225.
  10. Wimalawansa, Sunil J. "Vitamin D deficiency: effects on oxidative stress, epigenetics, gene regulation, and aging." Biology 8.2 (2019): 30.
  11. Bahrami, Afsane, et al. "Genetic and epigenetic factors influencing vitamin D status." Journal of Cellular Physiology 233.5 (2018): 4033-4043.
  12. Brito, Sofia, et al. "Zinc and Its Transporters in Epigenetics." Molecules and Cells 43.4 (2020): 323.