Mfumo asili wa kinga ya mwili

Asilimia 99 ya wanyama hutosheka na ulinzi kutokana na kuta asili za ulinzi pamoja na mfumo asili wa kinga ya mwili. Wanyama wenye mifupa ya uti wa mgongo kama binadamu huwa na mfumo wa kinga wa tatu unaoitwa kwa jina jingine ‘mfumo wa kinga unaobadilika’

Historia ya mfumo unaobadilika wa kinga na chanjo kwa binadamu

Mfumo unaobadilika wa kinga hujitengeneza ili kuulinda mwili na mvamisi yoyote yule.

Namna gani mfumo wa kinga unaobadiika uligunduliwa?

Moja ya mambo yaliyopelekea kufahamika kwa mfumo wa kinga unaobadiika ulitokana na aliyoyaona Edward Jenner alipoanza kuwachoma Waingereza chanjo ya tetekuwanga miaka ya 1790. Katika siku hizo,ndui ilikuwa tishio na iliua mamia kwa maelfu ya watu na wengi pia walipata ulemavu. Alichogundua Jenner ni kwamba wakamua maziwa walikuwa wanaambukizwa mara kwa mara ndui ya ng’ombe na iliyowasababisha wapate vipele kwenye mikono yao vinavyofanana na vile vya ndui ya binadamu.Pia Jenner aliona kwamba, wakamua maziwa hawakupata kamwe ugonjwa wa ndui inayosababishwa na kirusi anayefanana sana na yule wa ndui ya ng’ombe.

Jenner aliamua kufanya jaribio kwa kuchukua usaha kutoka kwenye vidonda vya wakamua maziwa na kuingiza mwili mwa kijana Phipps kwa kutumia sindano. Baada ya kijana huyo kuingiziwa usaha hakupata ndui iliyokuwa inawasumbua watu.

Ng’ombe kwa Kilatini huitwa ‘Vacca’ jina hili lilipelekea kugunduliwa kwa neno ‘vaccine’ lenye maana ya chanjo.

Historia hii inamfanya Edward Jenner kuwa mashuhuli kwa kuwa mwanzilishi wa chanjo na kusaidia maelfu ya watu wakati huo.

Kwanini watu walikufa sana kutokana na ndui?

Watu wa kipindi kile hawakuambukizwa mara kwa mara na kirusi cha ndui na hivyo jaribio la Jenner lilithibitishwa kwamba kama mfumo wa kinga ukipewa muda wa kujiandaa unaweza kuumba silaha kali ya kukulinda dhidi ya wavamizi wa mwili ambao hawajawahi kuonwa na mfumo wa kinga ya mwili wako.

Jambo la msingi kuzingatia ni kwamba, chanjo ya ndui hufanya kazi ya kukulinda dhidi ya virusi vinavyokaribia kufanana na ndui kama vile ndui ya ng’ombe.Chanjo haiwezi kukulinda dhidi ya virusi wengine tofauti, na hii ndio maana kijana Phipps alipata uambukizo wa virusi wengine wa tetekuwangana n.k. hii ndio maana ya mfumo wa kinga unaobadiika hujitengenezaili kuvamia aina fulani ya wavamizi wanaofanana na wale waliowahi kuvamia mwili wako.

Antibodi na chembe B

Phipps hakuugua ndui kutokana na mwili wake kujitengeneza protini za ulinzi zilizokuwa zinazunguka kwenye damu. Protini hizi huwa na jina la antibodi na wakala aliyesababisha kutengenezwa kwake huwa na jina la antijeni ambaye katika mada hii ni kirusi cha ndui ya ng’ombe.

Katika picha namba moja inaonyesha antobodi aina ya imunoglobin G (IgG) ambayo imetengenezwa na mikufu miwili yap rotini tofauti zenye jina la Mukufu mzito na mkufu mwepesi na kufanya uwe na mikono miwili inayofanana (eneo Fab) ambayo huhusika katika kushikiria antijeni. Molekyuli za protini huwa nzuri kushikiria wavamizi kwa sababu huweza kujikunja vema kwenye maumbile ya kuweza kukamata wavamizi

Asilimia 75 ya antibodi kwenye damu nip rotini za IgG, hata hivyo kiasi kilichobaki ni IgA, IgD, IgE, na IgM.

Kila aina ya antibodi hutengenezwa na chembe B, aina ya chembe nyeupe za damu zinazozalishwa kwenye uboho wa mifupa na hukomaa kuwa chembe B za plazima zinazozalisha antibodi.

Molekyuli ya antibodi pia ina eneo Fc lisilobadilika linalowezesha antobodi kujishikiza kwenye mlango wa ukuta wa makrofeji. Umbile la eneo Fc hutofautisha aina za antibodi ( kama ni IgG au IgA n.k) n.k huonyesha itajishikiza kwenye chembe gani ya mfumo wa kinga na itafanyaje kazi

Mfumo wa kinga unapaswa kutengeneza antibodi ngapi za kulinda mwili dhidi ya vimelea wa maradhi?

Antibodi zinazotengenezwa na mfumo unaobadiika wa kinga zinaweza kuulinda mwili na kila aina ya kimelea cha maradhi. Wataalamu wa kinga yamwili wanasema kuwa mwili unapaswa kutengeneza aina milioni moja ya antibodi ili kuweza kujilinda na maradhi hayo.

Kazi ya antibodi ni nini?

Cha kushangaza, ingawa antibodi ni muhimu kwenye mfumo wa kinga ya mwili, kazi yake si kuua vimelea vya maradhi bali ni kuweka chapa ya kifo kwenye kimelea ili vitambulike na kuuliwa na makrofeji.

Kwa kuwa pia makrofeji huwa na milango inayoweza kutambua vimelea aina fulani tu inavyovifahamu, antibodi huongezea uwanja makrofeji kuweza kutambua na kuharibu vimelea vingi zaidi ambavyo kwa kawaida ingeweza kuvipita au kutovitambua kama maadui.

Kazi za antibodi dhidi ya maambukizo ya virusi

Mtu anapopata maambuzi ya virusi, antibodi huweza kufanya kazi muhimu sana. Kirusi huingia ndani ya chembe hai kupitia milango kwenye kuta za chembe, milango hii si kwamba imeumbwa kupitisha kirusi, la hasha huwa na kazi yake maalumu kama ulivyo mlango wa Fc. Kirusi amejifunza kucheza na milango hii na kuitumia kwa faida zake mwenywe.

Kirusi anapoingia ndani ya chembe hutumia karakana ya chembe hai kutengeneza nakala nyingi za kirusi kabla ya kutoka nje na wakati mwingine huiua au kuipasua kwa kuijaza na nakala za virusi. Virusi waliozalishwa wanapotoka ndani ya chembe huambukiza chembe zingine na huendelea kuzaliana zaidi.

Mara baada ya maambukizo wakati kirusi bado hajikaingia ndani ya chembe hai, antibodi inaweza kujishikiza kwenye huyo na kukifanya kishindwe kuingia ndani ya chembe au kukifanya kishindwe kutengeneza nakala kama kimefanikiwa kuingia ndani.

Antibodi zinazofanya kazi kwa mtindo huu huitwa ‘antibodi za kupunguza makali’. Mfano antibodi inaweza kujishikiza kwenye kirusi na kukizuia kisijishikize au kuingia ndani kupitia milango iliyo kwenye kuta ya chembe hai, endapo kirusi hakijaweza kuingia kinakuwa tayari kimepigwa chapa ya kifo na antibodi tayari kwa kuharibiwa na makrofeji.

Chembe T

Ingawa antibodi huwa na uwezo wa kuweka chapa ya kifo kwenye kirusi tayari kwa kuharibiwa na makrofeji, huwa na udhaifu wake wa kushindwa kushughulikia kirusi kilichofanikiwa kuingia ndnai ya chembe hai bila kutambuliwa.

Mfumo wa kinga kwa kuona tatizo hili, ulijitengenezea njia nyingine ya kushughulika na vimelea waliofanikiwa kuingia ndani ya chembe hai kwa kutengeneza chembe T kwa jina jingine ‘chembe T ya mauaji’ ambayo ni chembe mojawapo kwenye mfumo wa kinga unaobadiika.

Umuhimu wa chembe hizi unadhibitishwa kwa mwili kutengeneza takribani chembe bilioni 300. Chembe T hufanana sana na chembe B kimwonekano kiasi ni vigumu kuzitofautisha kwa kutumia hadubini ya kawaida.

Chembe B huzalishwa wapi?

Chembe T huzalishwa kwenye uboho wa mifupa kama ilivyo chembe B, na pia kwenye kuta zao huwa na molekyuli zinazofanana na antibodi zenye jina la milango ya seli T (TCR) sehemu ambapo antibodi inaweza kujishikiza.

Utofauti wa chembe B na T

Licha ya kufanana mambo mengi, utofauti kati ya chembe B na T ni;

• Chembe B hukomaa ndani ya uboho wa mifupa wakati chembe T hukomaa ndani ya tezi thaimaz sehemu ambapo jina lake lilitokea (T)

• Chembe B licha ya kuwa na uwezo wa kutengeneza antibodi zenye uwezo wa kutambua protini za adui yoyote yule, chembe T hufanya kazi ya kutambua protini (antijeni) tu.

• Chembe B hunyofoa milango yake kuwa kama antibodi, wakati milango ya chembe T huwa hainyofoki

• Chembe B ina uwezo binafsi wa kutambua antijeni, wakati chembe T huweza kutambua antijeni baada ya kutambulishwa

Aina za chembe T

Kuna aina tatu za chembe T ambazo ni;

• Chembe T muuaji au au sumu ya limfosaiti

• Chembe T msaidizi

• Cheme T mrekebishaji

Chembe T muuaji

Chembe T muuaji ni silaha kali inayoharibu chembe hai zilizoambukizwa na kirusi. Kwa kuwa na uwezo wa kutambua chembe zilizo na virusi na kuziua, husaidia kutatua tatizo la virusi vilivyojificha ndani ya chembe hai baada ya kujipenyeza bil kutambulika na mfumo wa kinga.

Chembe T muuaji hufanikisha kazi hiyo kwa kushikana na chembe hai yenye kirusi na kuifanya ijiue yenyewe. Chembe hai yenye kirusi inapokufa, virusi vilivyopo ndani yake hufa pia.

Chembe T msaidizi

Aina ya pili ya chembe T ni chembe T msaidizi, chembe hii hufanya kazi kwa kuzalisha wajumbe- saitokin zenye kazi kubwa kwenye chembe za mfumo wa kinga ya mwili. Majina ya saitokin ni Inteleukin 2 (IL2) intaferon gama ( IFN- γ) ambazo zimeelezewa kwenye nyingine.ni muhimu kufahamu kuwa chembe t msaidizi hufanya kazi kama kiwanda cha kuzalisha saitokin.

Chembe T mdhibiti

Aina ya tatu ya chembe ni T ni chembe T mdhibiti, chembe hii hufanya kazi kimaajabu. Mdhibiti kazi yake ni kuzuia mfumo wa kinga usifanye mwitikio kupita kiasi, licha ya kueleweka kufanya kzi hiyo, bado haifahamiki vema inafanyaje kazi kutimiza wajibu wake.

Utambulisho wa antijeni kwenye chembe T

Antijeni hutambulishwaje kwenye chembe T ili kuharibiwa?

Kuna protini maalumu inayofahamika kama protini kubwa tata ya mfanano (MHC) ambazo huangaliwa na chembe T

Protini MHC hutumika pia kutafuta mtu ambaye anaweza kumchangia kiungo cha mwili mtu mwingine mfano figo au moyo au jicho, endapo protini hizi zitafanana na mtu mwingine, inamaanisha kuwa mtu huyo anaweza kuwekewa kiungo cha mtu huyo mwingine bila mfumo wa kinga ya mwili kukikataa au kufanya mwitikio wa kukiondoa kwa kuwa ni kigeni.

Kuna aina mbili za protini MHC zinazoitwa MCH daraja la kwanza (MHC-I) na MHC daraja la pili (MHC-II).

Protini MHC-I

Protini za MHC-I hupatikana katika viwango tofauti kwenye kuta za chembe nyingi ndani ya mwili na hufanya kazi kama tangazo kwa kutaarifu chembe T muuaji wa nini kinaendelea ndani ya chembe hizo.

Mfano kama chembe hai imeambukziwa na kirusi, kipande cha protini ya kirusi chenye jina la peptide hutoka na kwenda kujishikiza kwenye protini ya MHC-I iliyo kwenye kuta ya chembe iliyo na kirusi. Chembe T muuaji anapofanya ukaguzi wa protini MHC-I, huweza kuona ndani kwamba chembe hiyo imeambukizwa na virusi na hivyo kuiharibu.

Protini MHC-II

Protini MHC- II hufanya kazi kama tangazo pia lakini hulenga kumpa nuru chembe T msaidizi. Ni chembe maalumu tu zinazotengeneza protini MHC- II na huitwa chembe za utambulisho wa antijeni (APc). Mfano wa chembe za APc ni makrofeji, ambapo endapo maambukizi ya bakteria yametokea, makrofeji mara baada ya kula bakteria, baadhi ya vipande vya bakteria huviweka kwenye kwenye protini za MHC- II kwenye kuta za makrofeji kwa ajili ya matangazo.

Kwa mjumuisho, protini za MHC-I humpa mwanga chembe T muuaji wa jambo lisilo sawa ndani ya chembe hai wakati protini MHC-II hutoa taarifa wa chembe T msaidizi kwamba nje ya chembe hai kuna jambo halipo sawa.

Uamshwaji wa mfumo wa kinga unaobadiika

Kwa sababu chembe B na T ni silaha kali, mfumo wa kinga unaobadiika umejitengenezea vigezo maalumu ambavyo vikitimia hupelekea kuamshwa kwa mfumo unaobadiika wa kinga.

Kwa pamoja chembe B na T huitwa limfosaiti kwa jinsi gani huamshwa ni jambo muhimu kwenye mfumo wa kinga ya mwili.

Ili kufahamu hilo, tutumie mfano wa namna gani chembe T msaidizi huamshwa.

Hatua ya kwanza kwenye uamshaji wa chembe T msaidizi ni kwa kutambua antijeni ya bakteria inayoonekana kwenye protini ya MCH daraja la pili (MHC-II) kwenye chembe APc. Kutambua protini MHC-II hakutoshi kuamsha chembe T bali kunahitajika ishara ya pili au ufunguo ambao utaamsha chembe hizi.

Ishara ya pili si maalumu na huhusisha protini B7 iliyo kwenye kuta za chembe APc inayounganika na mlango (CD28) wa chembe T msaidizi kama kwenye picha namba nne.

Ni sawa na sanduku la pesa benki, linalohitaji funguliwa na funguo mbili au tatu ambazo huingia kwenye tundu moja tu. Licha ya kuweza kuingia kwenye tundu moja, kuwa na funguo moja tu haiwezi kufungua sanduku la pesa na hivyo huhitaji uwepo wa funguo zote mbili

Kwanini mfumo wa kinga unaobadiika unahitaji mfumo wa funguo mbili?

Chembe T ni silaha kali ambazo zinapswa kuamshwa muda na sehemu sahihi, isipofanyika hivyo huweza kuleta madhara mengi mwilini.

Mara baada ya kuamshwa kwa kutumia funguo hizi mbili, chembe T huzalishwa kwa wingi maalumu kwa ajili ya kimelea (antijeni) aliyetambulika. Chembe T msaidizi hukomaa na kupata uwezo wa kutengeneza saitokin zinazotumika kuongoza uamshaji wa mfumo wa kinga.

Chembe B na chembe T muuaji huhitaji pia mfumo wa funguo mbili ili kuweza kuamka, maelezo zaidi yanapatika kwenye makala zinazofuata.