© Copyright by PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Warszawa 2021

Wszystkie prawa zastrzeżone.
Przedruk i reprodukcja w jakiejkolwiek postaci całości bądź części książki beż pisemnej zgody wydawcy są zabronione.

Autorki i Wydawnictwo dołożyli wszelkich starań, aby wybór i dawkowanie leków w tym opracowaniu były zgodne z aktualnymi wskazaniami i praktyką kliniczną. Mimo to, ze względu na stan wiedzy, zmiany regulacji prawnych i nieprzerwany napływ nowych wyników badań dotyczących podstawowych i niepożądanych działań leków, Czytelnik musi brać pod uwagę informacje zawarte w ulotce dołączonej do każdego opakowania, aby nie przeoczyć ewentualnych zmian we wskazaniach i dawkowaniu. Dotyczy to także specjalnych ostrzeżeń i środków ostrożności. Należy o tym pamiętać, zwłaszcza w przypadku nowych lub rzadko stosowanych substancji.

Recenzent: prof. dr hab. n. med. Barbara Zegarska

Wydawca: Marta Diana Rozwadowska

Redaktor prowadzący: Barbara Nowak-Pacholczak

Redaktor merytoryczny: Agnieszka Gruszka

Producent: Grzegorz Mosieniak

Projekt okładki i stron tytułowych: Ewelina Zarosa

eBook został przygotowany na podstawie wydania papierowego z 2021 r., (wyd. I)

Warszawa 2021

ISBN 978-83-200-6522-0

PZWL Wydawnictwo Lekarskie

02-460 Warszawa, ul. Gottlieba Daimlera 2

tel. 22 695 43 21

www.pzwl.pl

Księgarnia wysyłkowa:

tel. 42 680 44 88; infolinia: 801 33 33 88

e-mail: wysylkowa@pzwl.pl

Informacje w sprawie współpracy reklamowej: reklama@pwn.pl

Skład wersji elektronicznej na zlecenie PZWL Wydawnictwa Naukowego: Monika Lipiec /Woblink

Przedmowa

Motto podręcznika jest proste i brzmi: „Najważniejsze to zrozumieć skórę i umiejętnie odczytać sygnały, które nam wysyła”. Jak to osiągnąć? Przede wszystkim należy zrozumieć reakcje międzykomórkowe zachodzące w skórze, zarówno młodej i zdrowej, jak i starzejącej się, problematycznej lub chorobowo zmienionej. Nie jest to możliwe bez podstawowej wiedzy z zakresu immunologii.

Podręcznik stanowi pierwsze na rynku polskim tak obszerne opracowanie łączące współczesną kosmetologię praktyczną z zagadnieniami z zakresu immunologii. Immunologia to nauka trudna, niejednokrotnie przysparzająca odbiorcom problemów. Tym razem jednak układ immunologiczny został pokazany przede wszystkim od strony jego roli w warunkowaniu odporności skóry, jak i udziału skórnego systemu immunologicznego (SIS, skin immune system) w patomechanizmie wybranych problemów skórnych. W praktyce, dopiero po zrozumieniu procesów zachodzących w skórze, możemy podjąć się opracowania spersonalizowanych procedur zabiegowych o wysokim profilu bezpieczeństwa dla klienta.

Celem książki jest wyjście naprzeciw potrzebom zgłaszanym zarówno na studiach wyższych, jak i na podyplomowych, a także przez środowisko absolwentów związanych zawodowo z branżą kosmetologiczną. To doskonałe kompendium pogłębiania wiedzy dla doświadczonego personelu sektora Beauty&Med, w tym pracowników klinik medycyny estetycznej, gabinetów kosmetycznych, ośrodków SPA i Wellness.

Biorąc pod uwagę obszerne opracowanie algorytmu postępowania w problemach skórnych, z którymi najczęściej spotka się kosmetolog, pozycja staje się gotowym remedium na dobrą praktykę w kosmetologii stosowanej. Co istotne, lepsze zrozumienie patomechanizmu niektórych dermatoz, z uwzględnieniem tych, których przebieg modulowany jest przez stres, z pewnością pozwoli usprawnić współpracę na linii kosmetolog – lekarz – psycholog, co bezsprzecznie stanowi bazę dla współczesnej kosmetyki profesjonalnej.

Autorki

Spis treści

Wykaz skrótów

1. Wstęp do immunologii - Aleksandra Słodka

1.1. Funkcje układu odpornościowego

1.2. Składowe układu immunologicznego

1.2.1. Centralne i obwodowe narządy limfatyczne

1.2.2. Komórki odpornościowe

1.2.3. Przeciwciała

1.2.4. Cytokiny

1.3. Odporność wrodzona i nabyta

1.4. Ostra reakcja zapalna, fagocytoza, układ dopełniacza

1.5. Aktywacja limfocytów i pamięć immunologiczna

1.6. Tolerancja immunologiczna i reakcje nadwrażliwości

2. Biologia tkanki skórnej - Anna Drobnik

2.1. Budowa skóry

2.1.1. Naskórek

2.1.2. Skóra właściwa

2.1.3. Tkanka podskórna

2.1.4. Przydatki skóry

2.2. Funkcje skóry

3. Skórny System Immunologiczny (SIS) - Aleksandra Słodka

3.1. Rola SIS

3.2. Struktura SIS

3.3. Komórki tworzące SIS

3.3.1. Keratynocyty i melanocyty

3.3.2. Subpopulacje komórek dendrytycznych w skórze

3.3.3. Limfocyty T

3.3.4. Komórki odporności nieswoistej

3.4. Mikrobiom skórny jako ważny element SIS

3.4.1. Definicja, skład i rozmieszczenie mikrobiomu

3.4.2. Nabywanie mikrobiomu i czynniki wpływające na mikrobiom

3.4.3. Rola mikrobiomu skórnego

3.5. Wybrane aspekty reakcji zapalnej w obszarze SIS

3.6. Wpływ promieniowania UV na SIS

4. Starzenie się skóry - Anna Drobnik, Aleksandra Słodka

4.1. Immunobiologia starzenia się organizmu - Aleksandra Słodka

4.1.1. Wprowadzenie

4.1.2. Starzenie się organizmu a układ odpornościowy

4.2. Współczesne teorie starzenia - Anna Drobnik

4.3. Endogenne i egzogenne czynniki warunkujące proces starzenia się skóry - Anna Drobnik

4.3.1. Miostarzenie

4.3.2. Starzenie kostne

4.3.3. Starzenie dentalne

4.3.4. Starzenie hormonalne

4.3.5. Inflammaging

4.3.6. Fotostarzenie

4.3.7. Starzenie się cywilizacyjne

4.4. Obraz kliniczny starzejącej się skóry - Anna Drobnik

4.5. Współczesne kierunki w terapiach anti-aging - Anna Drobnik

4.5.1. Terapie spowalniające proces starzenia

4.5.2. Masaż jako dynamika technik w odmładzaniu

5. Kompleksowa opieka kosmetologiczna - Anna Drobnik

5.1. Karta wywiadu i diagnostyka kontrolna stanu skóry

5.1.1. Ogólne zasady terapii kosmetologicznej

5.1.2. Przeprowadzenie wywiadu

5.1.3. Badanie wizualne i dotykowe

5.1.4. Specjalistyczne urządzenia do pomiaru skóry

5.2. Najczęstsze problemy skórne w pracy kosmetologa

5.2.1. Nadmierna suchość

5.2.2. Skóra wrażliwa, naczyniowa i teleangiektazje

5.2.3. Przebarwienia

5.2.4. Blizny

5.2.5. Nadmierny łojotok

6. Opieka kosmetologiczna w wybranych jednostkach chorobowych - Aleksandra Słodka, Anna Drobnik

6.1. Klient z trądzikiem pospolitym

6.2. Klient z trądzikiem różowatym

6.3. Klient z atopowym zapaleniem skóry

6.4. Klient z łuszczycą

7. Elementy psychodermatologii istotne w praktyce kosmetologicznej - Aleksandra Słodka

8. Kosmetyki jako źródło problemów skórnych - Aleksandra Słodka

8.1. Bezpieczeństwo stosowania produktów kosmetycznych

8.2. Najczęstsze reakcje niepożądane po stosowaniu kosmetyków

8.2.1. Definicja i przyczyny kosmetycznego zapalenia skóry

8.2.2. Kontaktowe zapalenie skóry i pokrzywka kontaktowa

8.2.3. Fotodermatozy

8.2.4. Trądzik kosmetyczny

Przypisy

Wykaz skrótów

17-OHP – 17-hydroksyprogesteron

ACTH – hormon adrenokortykotropowy

ADCC (antibody-dependent cell cytotoxicity) – reakcja cytotoksyczności komórkowej zależna od przeciwciał

AHA (alpha hydroxy acids) – α-hydroksykwasy

AIDS (acquired-immunodeficiency syndrome) – zespół nabytego niedoboru odporności

AMP (antimicrobial peptides) – peptydy przeciwdrobnoustrojowe

APC (antigen presenting cell) – komórka prezentująca antygen

ATP – adenozynotrójfosforan

AZS – atopowe zapalenie skóry

BALT (bronchus-associated lymphoid tissue) – tkanka limfatyczna związana z drogami oddechowymi i drzewem oskrzelowym

BAT (brown adipose tissue) – tkanka tłuszczowa brązowa

BCR (B-cell receptor) – receptor immunoglobulinowy limfocytów B

BDD (body dysmorphic disorder) – dysmorfofobia

BHA (β-hydroxy acids) – β-hydroksykwasy

BPA (bisphenol A) – bisfenol A

CD (cluster of differentiation) – cząsteczki różnicowania

CD (cosmetic dermatitis) – kosmetyczne zapalenie skóry

CDR (complementarity determining regions) – regiony determinujące komplementarność

CPD (cyclobutane pyrimidine dimer) – dimery pirymidynowe cyklobutanu

CRP (C-reactive protein) – białko C-reaktywne

CSF (colony stimulating factors) – czynniki stymulujące tworzenie kolonii komórek

DAMP (damage-associated molecular patterns) – wzorce molekularne związane z uszkodzeniami

DHEA – dehydroepiandrosteron

DHEAS – siarczan dehydroepiandrosteronu

DHT – dihydrotestosteron

DTH (delayed type hypersensitivity) – reakcja nadwrażliwości typu późnego

EAACI (European Academy of Allergy and Clinical Immunology) – Europejska Akademia Alergologii i Immunologii Klinicznej

EAR (early-phase allergen reaction) – faza wczesnej reakcji alergicznej

ECM (extracellular matrix) – macierz zewnątrzkomórkowa

EGF (epidermal growth factor) – naskórkowy czynnik wzrostu

EMU (epidermal melanin unit) – naskórkowa jednostka melaninowa

FCF (furanocumarin free) – wolny od furanokumaryny

FGF (fibroblast growth factor) – czynnik wzrostu fibroblastów

FLG (filaggrin gene) – gen kodujący filagrynę

FMT (fecal microbiota transplantation) – transfer mikrobioty jelitowej

FSH (follicle-stimulating hormone) – hormon folikulotropowy

fT4 – tyroksyna

GAG – glikozoaminoglikany

GALT (gut-associated lymphoid tissue) – tkanka limfatyczna związana z błonami śluzowymi przewodu pokarmowego

GF (growth factors) – czynniki wzrostu

GLA (γ-linolenic acid) – kwas γ-linolenowy

GM-CSF (granulocyte-macrophage colony-stimulating factor) – czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów i makrofagów

GSA (apocrine sweat glands) – gruczoły potowe apokrynowe

GSE (eccrine sweat glands) – gruczoły potowe ekrynowe

HCV (hepatitis C virus) – wirus zapalenia wątroby typu C

HEV (high energy visible light) – promieniowanie światła niebieskiego

HGP (Hutchinson-Gilford progeria) – choroba Hutchinsona-Gilforda

HIV (human immunodeficiency virus) – ludzki wirus niedoboru odporności

HLA (human leukocyte antigen) – antygen zgodności tkankowej człowieka

HPA (hypothalamus-pituitary gland-adrenal cortex) – podwzgórze–przysadka mózgowa–kora nadnerczy

HPV (human papilloma virus) – wirus brodawczaka ludzkiego

IFN – interferony

Ig– immunoglobulina

IL – interleukiny

IPL (intense pulsed light) – intensywne światło pulsacyjne

KD – komórki dendrytyczne

KL – komórki Langerhansa

LAM – lipoarabinomannan

LAR (late-phase allergen reaction) – faza późnej reakcji alergicznej

LH (luteinizing hormone) – hormon luteinizujący

LPS (lipopolysaccharides) – lipopolisacharyd

ŁZS – łojotokowe zapalenie skóry

MAC (membrane attack complex) – kompleks atakujący błonę

MALT (mucose-associated lymphoid tissue) – tkanka limfatyczna związana z błonami śluzowymi

MHC (major histocompatibility complex) – główny układ zgodności tkankowej

MLS (maximum life span) – maksymalny czas życia człowieka

MMPs (matrix metalloproteinases) – metaloproteinazy macierzy zewnątrzkomórkowej

MSH (melanocyte stimulating hormone) – hormon melanotropowy

NALT (nasal-associated lymphoid tissue) – tkanka limfatyczna związana z błonami śluzowymi nosogardzieli

NET (neutrophil extracellur traps) – zewnątrzkomórkowe sieci utworzone przez neutrofile

NGF (nerve growth factor) – czynnik wzrostu nerwów

NLR (NOD-like receptor) – receptory NOD-podobne

NMF (natural moisturizing factor) – czynnik nawilżający naturalny

NNKT – niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe

NRS (National Rosacea Society) – Narodowe Towarzystwo Trądziku Różowatego

PAF (platelet-activating factor) – czynnik aktywujący płytki

PAMP (pathogen-associated molecular patterns) – wzorce molekularne związane z patogenami

PAR (protease-activated receptor)– receptory aktywowane przez proteazę

PDGF (platelet-derived growth factor) – płytkopochodny czynnik wzrostu

PGN (peptidoglycan) – peptydoglikan

PHA (polyhydroxy acids) – polihydroksykwasy

PPD – ρ-fenylenodiamina

PRR (pattern recognition receptors) – receptory rozpoznające wzorce

PSORS (psoriasis susceptibility locus) – geny związane z podatnością na łuszczycę

ROS – reaktywne wolne tlenu

SALT (skin-associated lymphoid tissue) – tkanka limfatyczna związana ze skórą

SHBG (sex hormone binding globulin)– białko wiążące hormony płciowe

SIBO (small intestinal bacterial overgrowth) – zespół rozrostu bakteryjnego jelita cienkiego

SIS (skin immune system) – skórny system immunologiczny

SLES (Sodium Laureth Sulfate) – sól sodowa siarczanu oksyetylenowanego alkoholu laurylowego

SLS (Sodium Lauryl Sulfate) – laurylosiarczan sodu

TCR (T-cell receptor) – receptor limfocytów T

TEWL (transepidermal water loss) – transepidermalna (naskórkowa) utrata wody

TGF-β (transforming growth factor β) – transformujący czynnik wzrostu β

TLR (toll-like receptors) – receptory Toll-podobne

TNF (tumor necrosis factor) – czynnik martwicy nowotworu

TSH (thyroid-stimulating hormone) – tyreotropina

UCA (urocanic acid) – kwas urokainowy

VPL (variable pulsed light) – zmienne światło pulsacyjne

WAT (white adipose tissue) – tkanka tłuszczowa biała

1
Wstęp do immunologii
Aleksandra Słodka

Immunologia jest nauką wielowątkową i niezwykle trudną, jednak gdy zostanie przedstawiona w sposób dostosowany do konkretnego odbiorcy, może się okazać ciekawa i inspirująca. Celem tego rozdziału jest jedynie wprowadzenie Czytelnika (przede wszystkim kosmetologa) w podstawowe zagadnienia z zakresu immunologii, których znajomość jest niezbędna do lepszego zrozumienia treści przedstawionych w dalszej części podręcznika. W przypadku chęci poszerzania wiedzy z zakresu szeroko pojętej immunologii warto zgłębić podręcznikowe pozycje literaturowe wyszczególnione na końcu tego rozdziału.

Słowniczek przydatnych pojęć

ALERGEN – antygen inicjujący procesy alergiczne.

ANTYGEN – substancja, która ma 1) zdolność do wywołania reakcji ze strony układu immunologicznego, tzw. immunogenność oraz 2) zdolność do łączenia się z przeciwciałami oraz komórkami, do których powstania dany antygen doprowadził, tzw. antygenowość. Substancja, która wykazuje jedynie antygenowość, to hapten. Hapten staje się immunogenny dopiero po połączeniu z nośnikami (np. białkami surowicy, białkami naskórka). W praktyce wiele składników leków i kosmetyków ma charakter haptenów, które po związaniu z odpowiednimi nośnikami zyskują immunogenność i stają się przyczyną reakcji alergicznych.

AUTOPRZECIWCIAŁA – przeciwciała, które są skierowane przeciwko własnym strukturom. Stanowią ważny czynnik w diagnostyce chorób autoimmunologicznych (tzw. chorób z autoagresji).

BIAŁKA OSTREJ FAZY – grupa różnorodnych białek stanowiących element odporności nieswoistej typu humoralnego. Są syntetyzowane przez hepatocyty w odpowiedzi na zagrożenie (infekcje, uszkodzenia tkanek). Białka te ułatwiają eliminację zagrożenia, tym samym ograniczając uszkodzenia tkanek gospodarza powstałe na skutek reakcji zapalnej. Do białek ostrej fazy zaliczamy białko C-reaktywne (CRP, C-reactive protein), którego ilościowe oznaczenie w surowicy jest praktycznym markerem stanów zapalnych toczących się w organizmie (norma do 10 mg/l).

CYTOKINY – heterogenna grupa czynników humoralnych obecnych w przestrzeniach międzykomórkowych i płynach ustrojowych, regulujących szeroko pojętą komunikację pomiędzy komórkami organizmu człowieka, w tym komórkami odpornościowymi. Do cytokin zalicza się m.in. interleukiny, chemokiny, czynniki wzrostu, czynnik martwicy nowotworu (TNF, tumor necrosis factor) i interferony.

CZĄSTECZKI MHC – kompleksy antygenów, które tworzą główny układ zgodności tkankowej (MHC, major histocompatibility complex). Wyróżnia się MHC klasy I i II. Układy zdolności tkankowej klasy I występują na wszystkich komórkach jądrzastych, a MHC klasy II są charakterystyczne dla profesjonalnych komórek prezentujących antygen (APC, antigen presenting cell), w tym komórek dendrytycznych oraz dla innych immunokompetentnych komórek, np. makrofagów i limfocytów B. Antygeny leukocytarne (HLA, human leukocyte antigen) tworzą główny układ zgodności tkankowej człowieka.

CZĄSTECZKI RÓŻNICOWANIA (CD, cluster of differentiation) – charakterystyczne dla danej komórki cząsteczki, które pozwalają odróżnić tę komórkę od innych podobnych morfologicznie komórek, np. komórka określana mianem CD4+ ma na swojej powierzchni cząsteczkę CD4.

EPITOP (determinanta antygenowa) – najmniejszy fragment antygenu, który reaguje z przeciwciałem. Cząsteczki antygenu posiadają z reguły od kilku do kilkudziesięciu epitopów rozpoznawanych przez swoiste przeciwciała. Wiązanie przez swoiste przeciwciało dwóch potencjalnie różnych antygenów ze względu na podobieństwo ich epitopów nosi nazwę reakcji krzyżowej. Zjawisko reakcji krzyżowych występuje dość często w przypadku chorób alergicznych (np. niektóre osoby uczulone na pyłki brzozy brodawkowatej manifestują podobne objawy alergiczne po zjedzeniu selera).

FAGOCYTOZA – jeden z głównych mechanizmów odporności wrodzonej, polegający na endocytozie drobnoustrojów i ich wewnątrzkomórkowym zabijaniu. Do profesjonalnych fagocytów należą makrofagi i neutrofile, ale zdolność do fagocytozy ma bardzo wiele komórek, w tym keratynocyty czy komórki śródbłonka.

IMMUNOGLOBULINY (przeciwciała) – glikoproteiny stanowiące około 20% białek osocza człowieka. Można wyróżnić pięć klas immunoglobulin (IgA, IgD, IgE, IgG, IgD). Przeciwciała są wytwarzane pod wpływem antygenu przez komórki plazmatyczne (przekształcone limfocyty B) i stanowią główny mechanizm odporności swoistej o charakterze humoralnym. Pojęcie immunoglobuliny potocznie uważa się za synonimiczne z pojęciem przeciwciała, lecz należy pamiętać, że chociaż wszystkie przeciwciała są immunoglobulinami, to nie wszystkie immunoglobuliny są przeciwciałami. W niniejszym opracowaniu terminy te stosowane są zamiennie.

KOMPLEKS IMMUNOLOGICZNY – struktura powstająca z połącznia swoistego przeciwciała z antygenem. Zjawisko powstawania kompleksów immunologicznych jest wykorzystywane na szeroką skalę w immunodiagnostyce.

KOMÓRKI APC – komórki prezentujące antygen (APC, antigen presenting cells). Funkcję profesjonalnych APC spełniają komórki dendrytyczne, które prezentują antygeny limfocytom T w kontekście cząsteczek MHC. Rolę APC mogą odgrywać rozmaite komórki, w tym makrofagi, limfocyty B, komórki śródbłonka i inne komórki rezydujące na styku środowiska zewnętrznego z ustrojem człowieka.

LIGAND – związek łączący się swoiście z danym receptorem i prowadzący do jego pobudzenia, inaczej agonista.

PAMIĘĆ IMMUNOLOGICZNA – zdolność układu immunologicznego do ponownego rozpoznania antygenu po uprzednim kontakcie z tym antygenem. Jest cechą odporności nabytej i warunkuje skuteczność szczepień ochronnych.

UKŁAD DOPEŁNIACZA – dopełniacz, inaczej komplement, to kompleks około 40 białek występujących w surowicy człowieka w postaci nieaktywnych prekursorów, których kaskadowa aktywacja doprowadza m.in. do lizy niepożądanej komórki. Aktywność dopełniacza jest jednym z humoralnych mechanizmów odporności wrodzonej.

ZAPALENIE – reakcja tkankowa, która polega na uwolnieniu do miejsc uszkodzenia lub infekcji białek i komórek zapalnych oraz licznych cytokin prozapalnych. Ostra reakcja zapalna ma na celu eliminację patogenów, martwych lub uszkodzonych komórek i/lub potencjalnie szkodliwych substancji.

REAKCJA ADCC – reakcja cytotoksyczności komórkowej zależnej od przeciwciał (ang. antibody-dependent cellular cytotoxicity), w której komórki efektorowe (np. limfocyty Tc, komórki NK) niszczą komórkę zainfekowaną lub zmienioną nowotworowo po uprzednim opłaszczeniu jej przez przeciwciała klasy IgG. Efekt cytolityczny polega na działaniu enzymów, głównie perforyn i granzymów.

1.1. Funkcje układu odpornościowego

Odporność organizmu to przede wszystkim zdolność do obrony przed patogenami i rozwojem choroby zakaźnej (odporność przeciwzakaźna). Jednak w szerszym rozumieniu odporność to także zdolność do eliminacji komórek nowotworowych (odporność przeciwnowotworowa) oraz własnych komórek martwych i uszkodzonych. Prawidłowo działające mechanizmy odpornościowe zapobiegają rozwojowi choroby, potrafią jednak zachować stan tolerancji w odniesieniu do własnych tkanek i niegroźnych substancji środowiskowych. Molekuły, komórki i narządy zaangażowane w procesy odpornościowe tworzą układ odpornościowy (immunologiczny), który we współpracy z układem nerwowym i hormonalnym dba o utrzymanie względnej homeostazy organizmu.

Zatem rolę układu odpornościowego można sprowadzić do:

funkcji obronnej – eliminacja patogenów i ich toksyn, z zachowaniem tolerancji na niegroźne czynniki,

funkcji nadzorczej – eliminacja komórek nowotworowych,

funkcji homeostatycznej – eliminacja własnych komórek martwych i uszkodzonych.

O tym, jak ważne jest prawidłowe funkcjonowanie układu odpornościowego, świadczą chociażby konsekwencje zdrowotne wrodzonych i nabytych niedoborów odporności. Wrodzone defekty w wytwarzaniu przeciwciał, czy też zaburzenia w aktywności komórek żernych zaangażowanych w proces fagocytozy, prowadzą do nawracających zakażeń o etiologii bakteryjnej. Z kolei pełnoobjawowy AIDS (ang. acquired-immunodeficiency syndrome), jako nabyty zespół niedoboru odporności, doprowadza do śmierci w kilka–kilkanaście miesięcy. Również zbyt reaktywny układ immunologiczny może doprowadzać do patologii. Opisuje się liczne choroby alergiczne i choroby z autoagresji, które są konsekwencją niepotrzebnej lub niewspółmiernej do działającego czynnika reakcji ze strony układu odpornościowego, tzw. reakcji nadwrażliwości (patrz rozdz 1.6). Część z tych chorób manifestuje się zmianami skórnymi (tab. 1.1). Na końcu warto zauważyć, że to właśnie aktywność układu immunologicznego stanowi poważne wyzwanie dla transplantologii. W tym przypadku system odpornościowy słusznie rozpoznaje obce tkanki, doprowadzając do odrzucenia przeszczepu. Aby temu zapobiec, po przeszczepie konieczna jest długotrwała terapia lekami immunosupresyjnymi.

Tabela 1.1. Przykłady chorób alergicznych i autoimmunologicznych z manifestacjami skórnymi

Choroba alergiczna

• Atopowe zapalenie skóry

• Alergiczne kontaktowe zapalenie skóry

• Pokrzywka alergiczna i obrzęk naczynioruchowy

Choroba autoimmunologiczna

• Łuszczyca

• Toczeń rumieniowaty układowy (rumień na twarzy w kształcie charakterystycznego motyla)

• Liszaj płaski

• Bielactwo nabyte

• Łysienie plackowate

• Twardzina układowa

• Pęcherzyca zwykła

Choroby autoimmunologiczne są wynikiem niepotrzebnej reakcji na struktury własne. Bardzo często ich etiologia pozostaje nieznana. Oprócz podłoża genetycznego, czynników hormonalnych i zaburzeń w funkcjonowaniu komórek odpornościowych do chorób z autoagresji mogą się także przyczynić czynniki egzogenne, w tym urazy i uszkodzenia tkanek, infekcje bakteryjne i wirusowe, promieniowanie UVB, niektóre leki, ekspozycja na rozpuszczalniki oraz inne związki chemiczne, np. ftalany i bisfenol A (BPA). W ostatnim czasie coraz większą rolę w rozwoju chorób autoimmunologicznych przypisuje się także niekorzystnym zmianom zachodzącym w mikrobiocie jelitowej oraz czynnikom psychogennym, w tym przewlekłemu narażeniu na stres.

1.2. Składowe układu immunologicznego

Organizacja anatomiczna układu immunologicznego obejmuje centralne i obwodowe narządy limfatyczne (chłonne). Jednak biorąc pod uwagę wielokierunkowe działanie tego układu i jego udział w procesach fizjologicznych i patologicznych oraz jego ogólne „rozproszenie” po całym organizmie, warto spojrzeć na układ immunologiczny jako na funkcjonalną całość.

W tym ujęciu układ odpornościowy tworzą:

centralne i obwodowe narządy limfatyczne, w tym tkanka limfatyczna związana z błonami śluzowymi, tzw. MALT,

komórki odpornościowe,

czynniki humoralne, w tym przeciwciała, cytokiny, białka dopełniacza, białka ostrej fazy i inne rozpuszczalne molekuły biorące udział w reakcjach odpornościowych.

1.2.1. Centralne i obwodowe narządy limfatyczne

Do centralnych narządów limfatycznych zalicza się grasicę i szpik kostny, gdzie dochodzi do powstawania i dojrzewania limfocytów. W szpiku kostnym zachodzi proces hematopoezy, czyli powstawania komórek krwi z pluripotencjalnej komórki macierzystej krwi (tzw. komórki pnia) (ryc. 1.1).

Rycina 1.1. Proces hematopoezy
Autorstwo: A. Słodka

Do narządów obwodowych należą: migdałki, węzły chłonne, śledziona, naczynia limfatyczne, grudki limfatyczne skupione w obrębie jelita (kępki Peyera) i wyrostek robaczkowy. W narządach obwodowych, które są odpowiedzialne za ochronę tkanek i narządów, dochodzi do spotkania limfocytów z antygenami. Węzły chłonne są odpowiedzialne za wychwytywanie antygenów krążących drogą naczyń limfatycznych, śledziona z kolei wyłapuje antygeny, które dotarły do krwiobiegu (ryc. 1.2).

Rycina 1.2. Centralne i obwodowe narządy limfatyczne

W strukturze układu immunologicznego wyróżnia się także tkankę limfatyczną związaną z błonami śluzowymi (MALT, mucose-associated lymphoid tissue). Struktura ta jest niezwykle istotna dla odporności organizmu, ponieważ błony śluzowe dróg oddechowych, pokarmowych i moczowo-płciowych oraz skóra to główne drogi wnikania patogenów i innych szkodliwych substancji. Strukturę MALT tworzą mniej lub bardziej rozproszone kolekcje grudek limfatycznych, komórek APC, limfocytów, wydzielniczej IgA. Jest ona zlokalizowana w nabłonkach i pod nimi, a także w skórze. Elementy MALT, indukując lokalną odpowiedź immunologiczną, zabezpieczają bezpośrednio błony śluzowe i tkankę skórną przed wnikaniem do ustroju potencjalnych zagrożeń.

W zależność od lokalizacji MALT dzieli się na tkankę limfatyczną związaną:

z błonami śluzowymi przewodu pokarmowego (GALT, gut-associated lymphoid tissue),

z drogami oddechowymi i drzewem oskrzelowym (BALT, bronchus-associated lymphoid tissue),

z błonami śluzowymi nosogardzieli (NALT, nasal-associated lymphoid tissue),

ze skórą (SALT, skin-associated lymphoid tissue).

Limfa, inaczej chłonka, to płyn tkankowy, który krąży pomiędzy narządami limfatycznymi i tkankami a krwiobiegiem, umożliwiając sprawne przechwytywanie i transport antygenów. W swoim składzie zawiera białka osocza oraz dużą liczbę komórek odpornościowych, w tym głównie limfocyty. Drenaż limfatyczny ma za zadanie usprawnić przepływ limfy. Zabieg ten zmniejsza obrzęki, pomaga w usuwaniu toksyn z organizmu, redukuje cellulit, ujędrnia skórę oraz podnosi stężenie endorfin.

1.2.2. Komórki odpornościowe

Komórki układu odpornościowego, biorąc pod uwagę ich rolę w rozwijaniu odpowiedzi immunologicznej, można podzielić na komórki prezentujące antygen (APC) i komórki efektorowe, których zadaniem jest eliminacja zagrożenia. W miejscu potencjalnego wnikania patogenów (skóra i błony śluzowe) znajdują się komórki o zdolnościach do prezentacji napotkanego antygenu limfocytom. Proces prezentacji antygenów zachodzi w obwodowych narządach limfatycznych, najczęściej w węzłach chłonnych. Za profesjonalne komórki APC uważa się komórki dendrytyczne – z uwagi na ich zdolność do prezentacji antygenu, tzw. naiwnym limfocytom T (komórki te nie napotkały jeszcze żadnego antygenu na swojej drodze i potrzebują odpowiednich sygnałów do aktywacji i nabycia funkcji efektorowych). Funkcje APC mogą spełniać różne populacje komórek, w tym makrofagi, komórki tuczne, limfocyty B. Do komórek efektorowych zalicza się komórki linii limfoidalnej (limfocyty T i B, komórki NK) oraz pozostałe leukocyty, w tym komórki o właściwościach fagocytujących. Wśród najlepiej wyspecjalizowanych fagocytów należy wymienić neutrofile i makrofagi. Warto zwrócić uwagę, że praktycznie każda komórka naszego organizmu może w określonych warunkach pełnić funkcje immunologiczne (wychwyt, rozpoznawanie, prezentacja, eliminacja antygenów, wydzielanie mediatorów odpowiedzi immunologicznej). Dla przykładu, keratynocyty obecne w skórze mogą się stać w pełni funkcjonalnymi fagocytami. Podobnie komórki śródbłonka naczyniowego mogą pełnić funkcję komórek prezentujących antygen. Komórki immunologiczne występujące we krwi mają zdolność przenikania do tkanek i lokalnego rozwijania pożądanej odpowiedzi immunologicznej. W tabeli 1.2 przedstawiono najważniejsze populacje komórek odpornościowych oraz opisano ich główne funkcje.

Tabela 1.2. Komórki odpornościowe i ich podstawowe funkcje

Komórka odpornościowa

Pełniona funkcja

Limfocyty T

Pomocnicze Th CD4+ (ang. T helper), subpopulacje Th1, Th2, Th17

• Wspomaganie i polaryzacja odpowiedzi komórkowej i humoralnej poprzez wydzielane cytokiny

• Limfocyty Th1 wydzielające głównie IL-2, IFN-γ, TNF wspomagają mechanizmy komórkowe, w tym aktywują makrofagi

• Limfocyty Th2 wydzielające głównie IL-4, IL-5, IL-6, IL-13 wspomagają mechanizmy humoralne, w tym syntezę przeciwciał przez limfocyty B

• Limfocyty Th17 to niedawno opisana populacja komórek, która syntetyzuje prozapalną IL-17A, stymuluje odpowiedź przeciwbakteryjną i przeciwgrzybiczą, amplifikuje procesy zapalne, głównie przewlekłe w przebiegu schorzeń autoimmunologicznych i alergicznych

Cytotoksyczne Tc CD8+ (ang. T cytotoxic)

• Zabijanie komórek własnych zakażonych, zmienionych nowotworowo w procesie cytotoksyczności

Regulatorowe Treg (ang. regulatory), zwane także limfocytami supresorowymi

• Ograniczanie odpowiedzi immunologicznej poprzez hamowanie aktywności komórek za pośrednictwem uwalnianych cytokin, przede wszystkim IL-10, TGF-β

Limfocyty B

• Rozpoznają także natywne antygeny za pośrednictwem immunoglobulinowego receptora BCR

• Po przekształceniu w komórki plazmatyczne wytwarzają swoiste przeciwciała

• W większości podlegają modulacji przez limfocyty Th i Treg

Komórki NK (ang. natural killers) – naturalni zabójcy

• Stanowią ważny element odporności wrodzonej

• Są zdolne do bezpośredniego niszczenia komórek własnych uszkodzonych, zakażonych wirusami i komórek nowotworowych w procesie naturalnej cytotoksyczności komórkowej (mechanizm związany z aktywnością cytolityczną perforyn i granzymów)

• Opisano także komórki NKT, które mają cechy zarówno limfocytów T, jak i komórek NK

Monocyty/makrofagi

• Oprócz neutrofilów, stanowią profesjonalne komórki fagocytujące, zdolne do zabijania wewnatrzkomórkowego

• Monocyty po przejściu do tkanek różnicują się w makrofagi

• Udział w ostrym odczynie zapalnym, zaangażowane w procesy naprawcze tkanek (gojenie się ran, angiogeneza)

Komórki dendrytyczne (KD):

KD linii mieloidalnej

KD linii limfoidalnej/plazmocytoidalnej

• Są uważane za profesjonalne komórki prezentujące antygen, tzw. APC, odgrywają rolę „strażników” w tkankach, w tym w skórze

• Działają „na styku” wrodzonej i nabytej, polaryzują odpowiedź immunologiczną poprzez wydzielane cytokiny

• W skórze reprezentowane są przez komórki Langerhansa i komórki dendrytyczne skóry właściwej (linia mieloidalna)

Granulocyty

Neutrofile (granulocyty obojętnochłonne)

• Oprócz makrofagów stanowią profesjonalne komórki fagocytujące zdolne do zabijania wewnątrzkomórkowego

• Udział w ostrym odczynie zapalnym, regeneracji tkanek

Bazofile (granulocyty zasadochłonne)

• Udział w reakcjach zapalnych i alergicznych, głównie IgE-zależnych (stanowią odpowiednik mastocytów we krwi)

Eozynofile (granulocyty kwasochłonne)

• Udział w modulowaniu procesów alergicznych, głównie IgE-zależnych

• Udział w obronie przeciwpasożytniczej

Komórki tuczne (mastocyty)

• Zasadnicze znaczenie w indukowaniu IgE-zależnych procesów alergicznych

• Udział w obronie przeciwbakteryjnej i przeciwwirusowej (odpowiedź TLR-zależna)

• Zaangażowane w procesy naprawcze tkanek

APC (antigen presenting cell) – komórka prezentująca antygen; IFN-γ – interferon γ; IL – interleukina; TGF-β (transforming growth factor β) – transformujący czynnik wzrostu β; TLR (toll-like receptor) – receptor toll-podobny; TNF (tumor necrosis factor) – czynnik martwicy nowotworu

Interakcja MHC–TCR

Ludzkie komórki charakteryzuje obecność cząsteczek głównego układu zgodności tkankowej (MHC). Cząsteczki MHC opisano po raz pierwszy podczas wykonywania przeszczepów skóry u myszy. Chociaż odpowiadają za odrzucanie przeszczepu, dzięki nim możliwa jest kontrola stabilności antygenowej organizmu (rozpoznawanie przez limfocyty antygenów własnych i obcych). Wyróżnia się cząsteczki MHC klasy I i II. Cząsteczki MHC klasy I występują na powierzchni wszystkich ludzkich komórek jądrzastych i są pewnego rodzaju dokumentem tożsamości naszych komórek. Za ich pośrednictwem prezentowane są m.in. antygeny własne i antygeny wirusów, które zainfekowały komórkę. Wykazano mniejszą ekspresję lub brak ekspresji MHC klasy I na komórkach nowotworowych. Cząsteczki MHC klasy II występują przede wszystkim na komórkach prezentujących antygeny, w tym głównie na komórkach dendrytycznych, ale także na makrofagach i limfocytach B. Ekspresję MHC klasy II może w miarę potrzeby wykazywać bardzo wiele komórek znajdujących się w tzw. strategicznych punktach obrony, w tym w skórze (keratynocyty, melanocyty, komórki tuczne).

Limfocyty T mają na swojej powierzchni receptory TCR (ang. T-cell receptor), dzięki którym rozpoznają antygeny prezentowane przez komórki APC w kontekście cząsteczek MHC klasy I lub cząsteczek MHC klasy II. Limfocyty Tc CD8+ rozpoznają cząsteczki prezentowane w kontekście cząsteczek MHC klasy I. Limfocyty Th CD4+ rozpoznają antygeny prezentowane w kontekście MHC klasy II. To przyporządkowanie nie jest przypadkowe, limfocyty Tc odczytają bowiem wszelkie zmiany w ekspresji cząsteczek MHC typu I jako sygnał do zniszczenia komórki gospodarza, głównie w mechanizmie reakcji cytotoksyczności komórkowej. Zmiany te mogą świadczyć o wniknięciu wirusów do komórki, zniszczeniu komórki lub o zmianach nowotworowych. Dla porównania, cząsteczki MHC klasy II prezentują antygeny pochodzące przede wszystkim ze środowiska zewnętrznego (patogeny, alergeny). Limfocyty pomocnicze Th, rozpoznając te struktury, ulegają w ten sposób aktywacji i pełniąc swoje pomocnicze funkcje, włączają się w odpowiedź immunologiczną (pomagają limfocytom B w syntezie przeciwciał bądź stymulują limfocyty Tc i makrofagi do niszczenia mikrobów). W odróżnieniu od limfocytów T limfocyty B mają zdolność rozpoznawania natywnych antygenów (nie potrzebują do tego komórek APC i prezentacji antygenów w kontekście MHC). Receptorem limfocytów B zaangażowanym w rozpoznanie antygenu jest receptor immunoglobulinowy BCR (ang. B-cell receptor). Funkcję receptorów immunoglobulinowych spełniają błonowe immunoglobuliny klasy M i D (IgM i IgD).