IMMUNOLOGIA

IMMUNOLOGIA

Anna-Karina Kaczorowska

Uniwersytet Gdański

Katedra Mikrobiologii

www.microbiology.univ.gda.pl

Gdańsk 2007

- wykłady dla II roku Biologii

Forma zaliczenia

(zaliczenie na prawach egzaminu)

: TEST

MATERIAŁY do nauki:

Q

wykłady

ksero przezroczystek w bibliotece albo w internecie w postaci plików pdf

Q

zagadnienia szczegółowe

(Pomoc w przygotowaniu do egzaminu)

wywieszone na tablicy przy sali ćwiczeń z mikrobiologii i w internecie

Q

internet

Ogólne informacje dotyczące przedmiotu znajdują się na stronie Katedry Mikrobiologii
pod adresem

http://www.microbiology.univ.gda.pl/kursy.php?id=immunologia1

Informacje bardziej szczegółowe:

— wykłady w formacie pdf

— ogłoszenia: terminy egzaminu, wyniki egzaminu itp.

znajdą się na platformie MOODLE

Q

podręczniki z immunologii

• Gołąb J, Jakóbisiak M, Lasek W.: Immunologia. PWN. Warszawa 2002, wyd. IV
(zmienione)

• Mackiewicz S.: Immunologia. PZWL. Warszawa 1991, wyd. II. (rozdziały: 6 -
reakcje antygen-przeciwciało; 18 - nadwrażliwość)

• Lydyard PM, Whealan A, Fanger MW. Immunologia z serii Krótkie wykłady . PWN.
Warszwa 2001

• Roitt I, Brostoff J, Male D. Immunologia. PZWL i Wyd. Medyczne Słotwiński Verlag
2000, wyd. II
• Staines, N., Brostoff, J., James, K.: Wprowadzenie do immunologii. Urban&
Partner. Wrocław 1996.
• Janeway CA, Travers P, Walport M, Shlomchik M. Immunobiology. New York and
London: Garland Publishing; c2001. 5th ed. – książka w sieci w Public Medline -
Bookshelf

UKŁAD IMMUNOLOGICZNY - KOSZTOWNA

UKŁAD IMMUNOLOGICZNY - KOSZTOWNA

INWESTYCJA

INWESTYCJA

Układ immunologiczny jako „organizacja obronna”
1. Ma za zadanie selektywne niszczenie wroga.
2. Jest rozbudowana i złożona.
3. Jej utrzymanie dużo kosztuje.
4. Jest rozrzutna.
5. Odrębne pododdziały wykonują te same czynności.
6. Działa opieszale.
7. Jest przygotowana na zdarzenia, które nigdy nie nastąpią.
8. Walczy z dzisiejszymi zagrożeniami przy pomocy

wczorajszych środków.
9. Podatna na korupcję.
10. Może zniszczyć to, co ma chronić.

Peter Parham, Nature 344:709, 1990

Q

skóra: suche środowisko, pH 3-5 (kwas mlekowy, kwasy tłuszczowe wydzielane przez

gruczołu łojowe)

Q

niskie pH soku żołądkowego (kwas solny)

Q

niskie pH wydzieliny pochwy (kwas mlekowy, pałeczki Döderleina - beztlenowe

bakterie Lactobacillus acidophilus)

Q

mechaniczne usuwanie mikroorganizmów (ruch rzęsek, przemywanie powierzchni

nabłonków wydzielinami śluzowo-surowiczymi - mucyna, kichanie, odkrztuszanie, ruchy
perystaltyczne, złuszczanie komórek nabłonkowych)

Q

substancje bakteriobójcze i bakteriostatyczne w wydzielinach śluzowo-

surowiczych

•

lizozym (muramidaza) - enzym trawi peptydoglikan

•

spermina (nasienie)

•

laktoferyna, transferyna - wiążą jony Fe

3+

•

defensyny - antybiotyki peptydowe (uszkadzają błonę komórkową bakterii)

Q

naturalna flora bakteryjna

oraz wydzielane przez nią substancje

NIESWOISTE MECHANIZMY OBRONNE

NIESWOISTE MECHANIZMY OBRONNE

PIERWSZA LINIA OBRONY

UWAGA na ANTYBIOTYKI !
nadmierne stosowanie antybiotyków
może doprowadzić do wyjałowienia
organizmu, a w następstwie do zakażeń

• Candida albicans – kandydoza

• Clostridium difficile (5% nosicieli) –
rzekomobłoniaste zapalenie jelit

Jama ustna,
gardło

Jama nosowa

U zdrowego człowieka:

Wszystkie narządy wewnętrzne,
krew, płyny śródtkankowe, płyn
rdzeniowo-mózgowy, mocz
(pobrany bezpośrednio z pęcherza)
są jałowe!

Jelito
cienkie

Pochwa

Ucho

Spojówka

Żołądek

Skóra

Cewka

moczowa

Jelito grube

DRUGA LINIA OBRONY

NIESWOISTE MECHANIZMY OBRONNE

NIESWOISTE MECHANIZMY OBRONNE

Q

fagocyty

- komórki zdolne do fagocytozy i zabijania „intruzów”:

Q

neutrofile

Q

makrofagi - tworzą układ jednojądrzastych komórek żernych

(MPS - mononuclear phagocytic system)

makrofagi mikrogleju

makrofagi pęcherzyków

płucnych

komórki Kupfera - makrofagi

zatok wątrobowych

makrofagi

śledziony

monocyty krwi

obwodowej

makrofagi węzłów

chłonnych

makrofagi szpiku

makrofagi węzłów chłonnych

makrofagi mezangium nerek

Q

Reakcja zapalna

Q

Gorączka

Q

Układ białek dopełniacza,

białka ostrej fazy, interferony

Białka ostrej fazy

Grupa białek syntetyzowanych przez hepatocyty
pod wpływem cytokin: IL -6 lub IL-1, TNF

α

• białko c-reaktywne (CRP, C-reactive protein)
• amyloid A surowicy
• fibrynogen
• białko wiążące mannozę (MBL) i inne składniki
dopełniacza
Poziom CRP oraz amyloidu A pod wpływem IL-6
może wzrosnąć nawet tysiąckrotnie!

MAKROFAGI

MAKROFAGI

• wywodzą się z linii mieloidalnej, wykształcają się
z monocytów, które opuściły łożysko naczyniowe

• w tkankach żyją około 2- 3 miesięcy

• mają zdolności fagocytarne

• mogą zabijać mikroorganizmy lub zakażone komórki

• są odpowiedzialne za usuwanie martwych komórek

MONOCYTY

MONOCYTY

• wywodzą się z linii mieloidalnej

• obecne są we krwi

• mają zdolności fagocytarne

• wraz z makrofagami tworzą jednojadrzasty układ
komórek żernych

NEUTROFILE

NEUTROFILE

• wywodzą się z linii mieloidalnej

• niewielka część populacji neutrofilów krąży we
krwi, większość wędruje do tkanek

• w tkankach żyją krótko: 1-2 dni , następnie ulegają
apoptozie

• mają wybitne zdolności fagocytarne;

w ciągu kilku minut jedna komórka może sfagocytować
kilkanaście bakterii

• zabijają drobnoustroje szybko i efektywnie;

zawierają ziarnistości (ziarna pierwotne i wtórne) wypełnione
substancjami bakteriobójczymi oraz enzymami, które katalizują
powstanie reaktywnych form tlenu, reaktywnych form azotu lub
toksycznych halogenków. Po wchłonięciu drobnoustroju
wewnątrz komórek, w obrębie pęcherzyków następuje
degranulacja ziarnistości.
(„Jeśli intruz jest nie do połknięcia”, degranulacja następuje na
zewnątrz komórki, mechanizm ten może prowadzić także do
uszkodzenia tkanek gospodarza)

Ziarna pierwotne

Ziarna wtórne

fagosom

fagolizosom

Azurofilne

lizozym
defensyny
katepsyny
elastaza
sjalidaza
mieloperoksydaza

Swoiste

lizozym
kolagenaza
żelatynaza
laktoferyna
aktywator
plazminogenu
białko wiążące
witaminę B

12

properdyna

Ziarna pierwotne rozwijają się jako pierwsze
podczas rozwoju komórki, stąd ich nazwa.

Ziarnistości zawierające
substancje zabijające
drobnoustroje

ETAPY FAGOCYTOZY

ETAPY FAGOCYTOZY

Fagocytoza zachodzi szybciej,
jeśli cząstka jest opłaszczona
przez białka zwane opsoninami
-„przeznaczona na pożarcie’

Do OPSONIN należą:

Do OPSONIN należą:

•

•

fibronektyna

•

•

niektóre białka dopełniacza oraz ich fragmenty
powstające w wyniku proteolitycznej degradacji:
C3b, iC3b, C4b

•

•

immunoglobulina G

•

•

białko C-reaktywne

•

•

kolektyny

- białka surfaktantu płucnego A i D
- białko wiążące mannozę

Komórki żerne na swojej powierzchni zawierają
receptory dla opsonin

Ilja Miecznikow

odkrył zjawisko fagocytozy

Nagroda Nobla w 1908 r.

bakteria

fagosom

lizosom

fagolizosom

Makrofag fagocytuje
w wątrobie dwa erytrocyty

Makrofagi - Koń Trojański

Niektóre bakterie przeżywają wewnątrz
makrofagów

• Bacillus anthracis
• Mycobacterium tuberculosis, M. leprae
• Neisseria gonorrhoeae
• Listeria monocytogenes
• Salmonella typhi
• Shigella sp.
• Legionella pneumophila
• Francisella tularensis

DRUGA LINIA OBRONY czasem zawodzi .....

NIESWOISTE MECHANIZMY OBRONNE

NIESWOISTE MECHANIZMY OBRONNE

Ziarniniaki

• gruzełkowate zmiany, które powstają w przypadku zakażeń
prątkami gruźlicy (Mycobacterium tuberculosis) oraz trądu
(Mycobacterium leprae)

• niezdolne do zniszczenia wewnątrzkomórkowych bakterii
makrofagi zostają „odizolowane” od reszty organizmu przez
inne makrofagi pobudzone cytokinami wydzielanymi przez
limfocyty T

DH

• pobudzone makrofagi wydzielają enzymy lityczne, które mają
zniszczyć zakażone komórki, lecz niszczą także sąsiednie
tkanki prowadząc do martwicy

Limfocyty T

DH

Komórka wielojądrzasta olbrzymia

Prątki gruźlicy

Komórki nabłonkowate

(to są makrofagi, ale przypominają
wyglądem komórki nabłonka)

Pobudzone makrofagi

http://www.eastman.ucl.ac.uk/cal/ulcerspath/
diseases/tuberculosis.htm

TRZECIA LINIA OBRONY

Układ limfatyczny

SWOISTE MECHANIZMY OBRONNE

SWOISTE MECHANIZMY OBRONNE

Q

tkanka limfatyczna związana ze skórą (SALT)

Q

tkanka limfatyczna związana z nabłonkami (MALT)

Q

limfocyty B

Q

limfocyty T

Q

komórki NK (natural killer, urodzony zabójca)

Q

komórki NKT (natural killer T cells)

Q

komórki LAK (lymphokine activated killer cells)

UKŁAD ODPORNOŚCI

UKŁAD ODPORNOŚCI

CENTRALNE NARZĄDY

LIMFATYCZNE

OBWODOWE NARZĄDY

LIMFATYCZNE

grudki limfatyczne

-

skupiska komórek rozmieszczone
w strategicznych miejscach ciała -
w sąsiedztwie nabłonków (MALT)
wyściełających drogi oddechowe,
pokarmowe i moczowo-płciowe

grasica

szpik kostny

migdałki

śledziona

węzły chłonne

tkanka limfatyczna związana
ze skórą (SALT)

Tutaj następuje spotkanie
limfocytów z antygenami.

Te klony limfocytów, które
rozpoznały antygen
zaczynają się intensywnie
dzielić.

Tutaj następuje wytwarzanie
i dojrzewanie limfocytów.

Limfocyty zdolne do rozpoznania
własnych antygenów są „zmuszane
do samobójstwa” lub „usypiane”
(apoptoza lub anergia).

LIMFOCYTY

LIMFOCYTY

• stanowią od 20 do 40% wszystkich białych krwinek ludzkiego ciała

• jako jedyne spośród wszystkich komórek, nieustannie krążą po całym organizmie (w
sposób zorganizowany), opuszczają łożysko naczyniowe, wędrują do tkanek, by
następnie znów powrócić do węzłów limfatycznych

• zasadniczo można wyróżnić 3 typy limfocytów:

Q

limfocyty null, określane także jako komórki NK

(natural killer cells)

powstają w szpiku kostnym, nie posiadają na swojej powierzchni cząsteczek swoiście wiążących
antygen

Q

limfocyty B

powstają i dojrzewają w szpiku kostnym, u ptaków dojrzewają w kaletce Fabrycjusza (bursa Fabricii),
posiadają na swojej powierzchni cząsteczki rozpoznające swoisty antygen

Q

limfocyty T

powstają w szpiku kostnym, lecz dojrzewają w grasicy (thymus), posiadają na swojej powierzchni
cząsteczki rozpoznające swoisty antygen

• limfocyty dziewicze (näive) - to te limfocyty B lub T, które nie zetknęły się jeszcze
ze swoistym antygenem. (Jeśli go nie spotkają, to zwykle żyją dość krótko.)

• limfocyty T i B, aby zadziałać muszą się znaleźć w stanie pobudzenia - stają się
wówczas komórkami efektorowymi, (które wytwarzają przeciwciała lub niszczą
zakażone komórki) lub przekształcają w komórki pamięci

Plazmocyt (komórka plazmatyczna)

- limfocyt B wytwarzający przeciwciała,
przykład komórki efektorowej

Szortkie reticulum endoplazmatyczne
(intensywna synteza immunoglobulin)

LIMFOCYTY

LIMFOCYTY

Krążą po całym organizmie

(w sposób zorganizowany)

Aby limfocyty mogły opuścić naczynia krwionośne, na powierzchni limfocytów oraz komórek śródbłonka
muszą być obecne określone cząsteczki adhezyjne

Centralne narządy

immunologiczne

Węzły chłonne

lub inne obwodowe narządy limfatyczne

Limfocyt dziewiczy

wędruje i wnika przez
żyłki z wysokim
śródbłonkiem do węzłów
limfatycznych

Tkanki

obwodowe

HEV

Rozpoznał

antygen

Nie rozpoznał

antygenu

Apoptoza

„Dopasowuje” receptor

swoistego dla antygenu

Dzieli się

Powstają:

limfocyty efektorowe

i limfocyty pamięci

Wędrują dalej

IgA

Komórki
plazmatyczne

HEV

Komórki

plazmatyczne

wędrują dalej do

śledziony i szpiku

W ciągu 1 s do pojedynczego węzła
wnika ~ 14 tys. komórek