Yabancı Bir Patojenle Karşılaşıldığında Vücudumuzda Neler Olur?

En son güncellendiği tarih: Haz 4


Ceyda Sönmez- Gebze Teknik Üniversitesi, Moleküler Biyoloji ve Genetik

Mikroorganizmalardan insanlara kadar her türlü canlı, yaşamın devam edebilmesi için farklı yaşam formlarına ihtiyaç duyarlar. Bu yüzden yaşamın içerisindeki her canlı birbiriyle etkileşim halindedir. Bu etkileşimlerin çoğu zaman yararlı olması ve yaşam için tehdit oluşturmamasına rağmen bütün canlılar diğer türlerden gelebilecek olan tehlikeyi tanımak ve yok etmek için bir mekanizmaya ihtiyaç duyarlar. Savunma mekanizması unsurları veya bağışıklık sistemi olarak bahsedebileceğimiz bu mekanizmalara bakterilerden primatlara kadar her canlının sahip olduğunu ve türe özel işleyiş gösterdiğini söyleyebiliriz.1 Yaşamın her alanında virüs, bakteri ve parazit gibi çeşitli ve çok sayıda patojenlere maruz kalan insan vücudu da çeşitli hücrelerin, organların ve özelleşmiş yapıların yabancı bir hücreye karşı bilirlikte hareket ettiği mükemmel bir savunma mekanizmasına sahiptir. Bağışıklık sistemi olarak bildiğimiz bu mekanizma tehdit oluşturan yabancı hücrelerin yüzeylerindeki proteinleri tanıyarak ve sorunu çözmek için yanıt vererek savunma sağlar.2 Erken çocukluk döneminden sonra kemik iliği tarafından üretilen bağışıklık sistemi unsurları, sonrasında kemik iliği, timus, lenf bezleri ve dalak gibi özelleşmiş merkezlerde yer alarak savunma sistemini oluşturur.3 Temelde bu sistem birbirini takip eden üç farklı savunma hattını içerir İlk iki savunma hattı doğuştan sahip olduğumuz bağışıklığa aittir. Üçüncü savunma hattı ise doğuştan sahip olmadığımız sonradan kazanılmış bağışıklığımızdır. 4


Birinci savunma hattı


Bir patojenin vücuda girip enfeksiyon geliştirirken karşılaştığı ilk savunma mekanizması olan birinci savunma hattı fiziksel ve kimyasal bariyer görevi görür ve mikrobiyal bir enfeksiyonun gelişmesi için patojenin tek tek hücrelerle etkileşime girecek kadar yakın olmasını engeller.5 Bu sayede patojen vücuda giremez. Spesifik olmayan direnç gösterilen bu mekanizmada patojene özgü bir savunma gerçekleşmez.6 Fiziksel bariyerler deri, mukoza, kirpik gibi yapılardır. Bunun yanı sıra vücut yüzeyinde bizimle beraber yaşayan ve vücut florası olarak adlandırılan mikroorganizmalar patojenlerin bağlanabileceği ve yerleşebileceği alanı azaltarak fiziksel bariyer görevi görür. Ayrıca zararlı mikroorganizmaların besinler için normal vücut florası ile rekabet etmesi onlara karşı savunma sağlar.7 Tükürük, gözyaşı ve mide asidi gibi kimyasallar patojenlere direkt etki ederek onları öldürür veya çoğalmalarını durdurur. Örneğin gözyaşı, tükürük ve terde bulunan Lysozyme enzimi antibiyotik gibi davranarak bakterileri parçalar.8 Mide, vücuda yiyecek ve içecek ile giren mikropların çoğunu yok eden asit üretir. Böylece bariyer görevi gören bu enzim ve kimyasallar patojenin vücuda girişini engeller. Bir diğer yandan vücudumuzda oluşan herhangi bir kesik veya yaraya karşı hızlı bir şekilde kanın pıhtılaşması da birinci savunma mekanizmasının önemli bir görevidir. Patojenlerin kolaylıkla vücuda girip enfeksiyon geliştirmesine olanak sağlayan kesik ve yaralar pıhtılaşarak bir bariyer oluşturur.9 Eğer bir patojen tüm bu bariyerleri aşıp vücuda girmeyi başarırsa vücudumuzun ikinci savunma hattı devreye girer ve asıl yanıt başlar. Vücudun bundan sonraki savunma hatlarında her biri ayrı bir görev üstlenen beyaz kan hücreleri devreye girecektir.


Resim 2: nötrofil hücresi

İkinci savunma hattı


Aynı birinci savunma hattı gibi doğuştan sahip olduğumuz ikinci savunma hattı patojenlere karşı spesifik olmayan savunma sağlar. Bu mekanizmalar sadece patojenlerde bulunan proteinlerdeki veya genetik materyallerdeki parmak izlerini tanıyarak her türdeki mikroorganizmalara saldırabilir ve belirli antijenleri hedeflemez.10 İkinci savunma hattında yanıt ilk olarak hücresel düzeyde başlar. Enfekte olan hücrede bağışıklık sistemini harekete geçiren sitokinler(cytokines) ve kemokinler( chemokines) olarak adlandırılan iki farklı molekül salgılanır.11 Örneğin, bir çeşit sitokin olan interferonlar viral enfeksiyon sırasında enfekte olan ve yakınında bulunan hücrelerdeki anti-viral genleri aktive ederek viral replikasyonu durdurur.12 Kemokinler ise herhangi bir enfeksiyon sırasında lökosit olarak bilinen özelleşmiş beyaz kan hücreleri olan nötrofilleri ve makrofajları uyararak harekete geçirir.13 Nötrofiller kemokinler tarafından uyarıldıktan sonra patojenlere saldırarak onları yok edecek bazı enzimler ve kimyasallar salgılar. Daha büyük yok edici olarak bilinen makrofajlar ise nötrofillerden kurtulan patojenlere kendi özelleşmiş mekanizmasıyla saldırır. En sonunda her ikisi de zarar verdikleri hücreleri fagositoz yöntemiyle yutup yok ederler.14


Resim 3: Fagositoz

Bütün bunlar olurken inflamasyon olarak bilinen savunma hattının doku seviyesindeki tepkisi gerçekleşir. Enfekte olmuş hücreler histamin adı verilen kimyasallar üretir.15 Bu kimyasal, kan kılcal damarlarının genişlemesine ve daha gözenekli hale gelmesine neden olur. Sonuç olarak bölge şişer, kızarır, ısınır ve acı verir. İnflamasyon tüm vücutta meydana gelirse ateş yükselir. Vücudun bakteri ve virüslere karşı savunması olan ateşe bağlı yüksek sıcaklık patojenin üremesini engeller. Savunmanın ikinci hattını oluşturan bu mekanizmalar her zaman işe yaramayabilir. Tıpkı bakterilerin antibiyotiklere karşı direnç göstermesi gibi patojenler bütün bu mekanizmaların bağışıklık tepkisinden kaçınmak için sürekli evrimleşir ve yeni mekanizmalar geliştirir. Örneğin Korona virüsler sitokin üretimini durdurmak için mekanizmalar geliştirmiştir.16 Savunmanın ikinci hattından geçmeyi başaran patojenler için sonradan kazanılmış bağışıklık olan üçüncü savunma hattı devreye girer.


Resim 5: inflamasyon sırasındaki bir hücre. Damar duvarında kalınlaşma meydana gelmiştir.



Üçüncü savunma hattı


Vücudun üçüncü savunma hattını kazanılmış bağışıklık sistemimiz oluşturur. Peki, kazanılmış bağışıklık tam olarak nedir? Vücudumuz doğal veya yapay iki farklı yöntemle sonradan kazanılmış bağışıklığa sahip olabilir. İlki bir antijenin doğal yolla vücuda girmesinden sonra özelleşmiş lenfositleri uyarmasıyla antikor üretiminin gerçekleşmesine bağlıdır. Ayrıca anneden fetüse plasenta yardımıyla geçen veya anne sütüyle bebeğe geçen antikorlar da pasif olarak kazanılmış bağışıklığı oluşturur. İkinci yöntem ise yapay yollarla vücuda enjekte edilen aşı karşısında verilen tepkiyi ve yine yapay bir yolla herhangi bir enfeksiyonun tedavisi için vücuda enjekte edilen antikorları kapsar. Vücudun üçüncü savunması T hücresi ve B hücresi olarak adlandırılan özelleşmiş beyaz kan hücreleri olan lenfositler tarafından gerçekleştirilir.17 Bu hücreler, bağışıklık sisteminin antijene spesifik yanıtlar vermesine ve bireysel enfeksiyon türlerini hatırlamasına olanak sağlar. T hücreleri birden fazla alt türe sahiptir. Patojenlerin üçüncü savunma hattında ilk olarak karşılaştıkları yardımcı T hücreler (helper T cells) antijen varlığını haber alır almaz savunma sisteminin idaresini eline geçirerek, B hücrelerini ve sitotoksik(öldürücü) T hücrelerini uyarırlar.18 Sitotoksik T hücreleri perforin adı verilen bir protein salgılarlar.19 Bu proteinler saldırdıkları hücrelerin zarlarında gözenekler oluşturularak çevreden gelen su ve iyonların hücrelere akmasını sağlar ve hücreler lizis adı verilen olay ile patlayıp yok olurlar.


Resim 6: lizis

T hücreleri antijenleri yok etmek için uğraş verirken, savunmadan sorumlu B hücreleri de bağışıklığın akıllı molekülleri olarak adlandırılan antikorları yani immünoglobulin proteinlerini sentezlemeye başlarlar. Her antijen, sadece reseptör alanına sığacak spesifik bir antikorun üretimini uyarmaktadır. Patojen üzerindeki antijen tespit edildikten sonra spesifik antikorların üretilmesiyle belirli bir patojene karşı koruma kazanılır. Bu antikor koruması vücudumuzda kalır. Aynı patojen istila ettiğinde, antikorlar hızlı bir şekilde üretilir çünkü önceki istiladan bazı lenfositler hala mevcuttur. Böylelikle antijene spesifik ve sonradan kazanılmış olan bu savunma hattı vücudun patojenlere karşı kullandığı en güçlü ve etkili silahıdır.

Resim 7: antikor ve antijen ilişkisi

Annenin bağışıklık sisteminin büyüyen bebeği korumaya başladığı zamandan yaşlılığa kadar en temel gereklilik olan bağışıklık, çevreden gelen birçok tehdide yanıt vermek için koordineli bir şekilde çalışır. Tüm bu farklı tepkiler, spesifik gen ailelerinin seçici ifadesine dayanmaktadır. Bağışıklık sistemi çalışmaları, farklı gen düzenlemelerinin nasıl işlediğini karakterize etmenin ön saflarında yer almıştır. Bazen bu gen düzenlemeleri hücrelerin salgıladığı sitokinleri, bazen yüzeydeki reseptörlerin yapısını ve bazen de hücrenin enfeksiyona ne kadar dirençli olduğunu düzenler ve değiştirir.20 Hücrelerin reseptörleri tarafından tanınan hücreleri bilmek amacıyla DNA ve RNA tabanlı verilerin zenginleşmesi ve yeni tekniklerin geliştirilmesi sayesinde, immünoloji ve immünogenetik gibi bağışıklık sistemini ele alan dallardaki genetik çalışmalar bağışıklık sisteminin karmaşık varlıklarını incelememizi sağlayarak başta kanser olmak üzere birçok hastalığın teşhisi ve tedavisine yönelik çalışmalara ışık tutmaktadır.





Referanslar

1. (1,2,3,4,7) U.S. Department Of Health And Human Servıces Natıonal Instıtutes Of Health, September 2003, Understanding the Immune System: How It Works, National Institute of Allergy and Infectious Diseases National Cancer Institute

2. (5,6,9) S. McCob. Thiriot A., Krishnan L., Stark F., Introduction the İmmune System, August 2013, Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)

3. (10,11) RNDr.Mira Horvathova, PhD, 2015, Immune System, Department Of Clinical Immunology Faculty Of Medicine SMU in Bratislava

4. (8,17,20) Lindsay B. Nicholson, 2016, The immune system, Cellular and Molecular Medicine, University of Bristol, Bristol, U.K

5. (16)https://theconversation.com/explainer-how-the-human-body-first-fights-off-pathogens-80532

6. (13)D.T Groves, Y. Jiang, April 1,1995, Chemokines, a Family of Chemotactic Cytokines

7. (12,14,15) Dr. Jacqueline Parkin ,Bryony Cohen, July 2001, An overview of the immune system

8. (18) Doç. Dr. Fatıma YÜCEL, October 10, Modern Biyoteknoloji ve Uygulamaları,Chapter 7

9. (19,20) https://www.livescience.com/26579-immune-system.html

101 görüntüleme

Türkiye'nin Tek Popüler Genetik Bilim Dergisi

Bezelye Dergi ISSN: 2587-0173

Bizi Takip Et
  • Beyaz Facebook Simge
  • Beyaz Instagram Simge
  • White Twitter Icon
  • Icon-gmail
  • kisspng-white-logo-brand-pattern-three-d
  • images
  • medium
  • Dergilik
  • YouTube

© 2019 by Bezelye Dergi