PT studenci II roku Med. Wet.
Zagadnienia z Immunologii cz. II
Ogólna charakterystyka cytokin.
Duża rodzina białek (głównie glikoprotein) zapewniająca komunikację miedzy kom. ukł. Imm.; są mediatorami rekacji zapalnych i imm.;można wśród nich wyroznic grupy:
-hematopoetyny
-interferony
-chemokiny
-niektóre czynniki wzrostu
-nadrodzina TNF – czynnika martwicy nowotworu
uklad wzajemnych oddzialywan miedzy cytokinami to siec cytokinowa
Cytokiny prozapalne i cytokiny ograniczające proces zapalny.
Przeciwzapalne: IL-4, IL-1RA , TGF-beta, IL-10
Regulatorowe: IL-2, IFNgamma
Określ działanie auto-, para- i endokrynne cytokin.
- autokrynowe – gdy cytokiny dzialaja na te sama komorke, która je wydzielila
-parakrynowe – gdy dzialaja na kom. znajdujace się w najblizszym sasiedztwie
-endokrynowe – gdy dzialaja na duza odleglosc, np. na kom. w innych narzadach, sa roznoszone z krwia
Przykłady działania antagonistycznego i synergistycznego cytokin.
-antagonistyczne: nawzajem hamuja swoje dzialanie np. cytokiny prozapalne i przeciwzapalne; tez IL4 aktywuje, a IFN-gamma hamuje produkcje Ab
-synergistyczne: inaczej sumujace się – efekt dzialania kilku cytokin jest silniejszy niż suma dzialania pojedynczych cytokin np. IL4 i 5 indukuja proces przelaczania syntezy klas Ig glownie na IgE
Działanie plejotropowe i redundantne cytokin. (przykłady)
-plejotropowe-jedna cytokina dziala na szereg roznych komorek np.cytokiny prozapalne: IL1 i 6, TNF (pod ich wplywem w watrobie powstaja BOF), np. Th produkuje IL4 która pobudza limf.B,T i kom.tuczne
-redundantne-kilka cytokin (o podobnej budowie)wywiera taki sam efekt np. IL 2,4,5 pobudzaja limf.B do proliferacji
Przykłady cytokin produkowanych konstytutywnie
Produkowane w sposób ciagly np.hematopoetyny, odpowiedzialne za dojrzewanie granulocytw i makrofagow, wykazuja dzialanie neutralne
Ich synteza odbywa się po stymulacji kom. przez Ag, syntetyzowane tylko wtedy gdy sa potrzebne np. przy rozpoczeciu zapalenia, martwicy, np. IL 2,4,5
Chemokiny prozapalne – ekspresja kodujacych je genow indukowana jest przez inne cytokiny lub bezposr. przez drobnoustroje chorobotworcze
Rola IFNγ.
*interferony sa wytwarzane i uwalniane przez kom. w odp. Na zakazenie wirusowe. Oddzialuja na kom., indukujac w nich powstawanie czynników przeciwwirusowych i „stanu gotowosci przeciwwirusowej”
IFN-gamma jest aktywniejszy od IFN alfa i beta
-ulatwia roznicowanie limf.Tc
-zwieksza cytotoksycznosc
-jest najsilniejszym aktywatorem ekspresji czast.MHC kl.II (kl.I wzmagaja wszystkie interferony)
IFN maja tez wplyw na proliferacje i roznicowanie kom..
Rola białek JAK i STAT w przekazywaniu sygnału. (przykład)
Wiekszosc cytokin (w tym IFNgamma) aktywuje szlak przekazu sygnalu w komorce za pomoca kinaz tyrozynowych JAK (Janus kinases) oraz białek STAT (signal tranducers and activators of transcription)
Bialka JAK (np. JAK1 i JAK2) w wyniku aktywacji fosforyluja bialka STAT
Zróżnicowanie budowy receptora dla IL-2. Co z tego wynika?
3formy zbudowane z 3roznych lancuchow: alfa, beta, gamma
*monomeryczny receptor alfa (55 kDa) [CD25,Tac] nie przewodzi sygnalu i ma male powinowactwo
*dimer beta gamma – funkcjonalny, o posrednim powinowactwie – wystepuje na kom.NK (70/75 kDa) [CD122]
*trimer – rec. pelny – o duzym powinowactwie, wystepuje tylko na pobudzonych limf.T i B (w mniejszej ilosci) i na ok.10% kom.NK spoczynkowych
na zaktwywowanych limfT i B wystepuje tez monomer
lancych gamma wchodzi ponadto w sklad receptorow dla IL- 4,7,9,15-jest to mechanizm odpowiedzialny za redundancje
„obecnosc w obrebie podrodzin wspolnych podjednostek umozliwia redundancje, czyli wykazywanie tych samych f-cji przez cytokiny nalezace do tej samej gr.”
Cytokiny produkowane przez Th1. IL-2, IFNgamma
Th1 sprzyjaja rozwojowi odp.komorkowej, powstaja pod wplywem IL-12 (tez IL-18 i IFNgamma))produkowane przez kom. prezentujace Ag(glownie w restrykcji MHC kl.I np.w wyniku infekcji wirusowej)
Cytokiny produkowane przez Th2. IL-4,5,6,10
Cytokiny biorace udzial w dojrzewaniu limfocytow B, stymuluja rozwoj odp.humoralnej, powstaja pod wplywem IL-4
Przykład cytokin produkowanych induktywnie.wyzej
Jest to uklad wzajemnych oddzialywan cytokin, np. limfocyt Th1 produkuje IFNgamma który dziala na makrofagi, zwiekszajac ilosc MHC kl.I i II. Pobudzony makrofag z kolei produkuje IL-12 pod wplywem ktorej powstaja Th1 z Th0. Th1 produkuja IFNgamma, IL-2 i in..
Kaskada zdarzeń w zapaleniu.
Zapalenie jest reakcja ustroju na inwazje czynnika zakaznego, bodziec antygenowy lub uraz fizyczny. 4 cechy glowne:1.podwyzszona temp. 2.zaczerwienienie 3.obrzmienie 4.ból 5.uposledzenie f-cji org. (miejscowo lub calosciowo)
Nastepuje:
1.inwazja czynnika zakaznego,bodziec antygenowy,uraz fizyczny powoduja uwalnianie mediatorow zapalenia (z bakterii, uszkodzonych tkanek, kom.tucznych)
2.zachodza zmiany chemodynamiczne:
rozszerzenie naczyn wlosowatych, zwolnienie przeplywu krwi, zwiekszenie przepuszczalnosci srodblonka (czego skutkiem sa podwyzszona temp.,zaczerwienienie,obrzek)
3.migracja leukocytow do tkanki
-aktywacja dopelniacza
-diapedeza i migracja granulocytow
-aktywacja granulocytow i monocytow
-naciek granulocytow
Elementy komórkowe reakcji zapalnej
kom. tuczne, bazofile, trombocyty – zrodlo mediatorow zapalenia
makrofagi
neutrofile – pojawiaja się jako pierwsze
eozynofile – w mniejszym stopniu
limfocyty, kom.NK, kom.APC
Elementy humoralne reakcji zapalnej.
mediatory zapalenia np.histamina, serotonina, prostaglandyny
cytokiny (prozapalne IL-1,6,8,12, TNF)
bialka dopelniacza
bialka ostrej fazy (BOFZ)
przeciwciala
Cząsteczki PAMP? (przykłady)
Pathogen Associated Molecular Patterns – najbardziej charakterystyczne struktury drobnoustrojow, często niezbedne do ich funkcjonowania, rozpoznawane przez kom. odp. Nieswoistej:
mannany ze scian drozdzy
LPS
kwas tejchojowy
dwuniciowy RNA wirusow
bakteryjne DNA
formylowane peptydy bakterii
Receptory PRR? (przykłady)
Receptory rozpoznajace wzorce PRR sa 3 rodzaje:
rec. wydzielane – to opsoniny (po polaczeniu z pow. np. bakterii ulatwiaja fagocytoze) np. bialko wiazace mannoze, bialka surfaktantu A i D (kolektyny), skladniki dopelniacza
rec. powierzchniowe uczestniczace w fagocytozie – sa na pow. kom. prezentujacych Ag. Kom. po pochlonieciu drobnoustrojow prezentuja ich fragmenty w polaczeniu z czast.MHC kl.II, np.rec. dla mannozy, rec. zmiatacze
rec. aktywujace kom. – sa na kom. ukl.imm., ale tez na kom. nablonkowych, srodblonku, fibroblastach. Rozpoznaja Ag, „alarmuja” ukl.odporn., mogą wydzielac defensyny
Cytokiny prozapalne (faza wstepna: TNF, IL-1, IL-6, IL-8), regulatorowe (faza centralna-proliferacja kom.: IL-2, IFNgamma), cytokiny przeciwzapalne (IL-4, IL-1RA, TGFbeta, IL-10)
Plejotropowy mechanizm działania cytokin w zapaleniu (CUN, wątroba-BOFZ, nadnercza).
IL-1, IL-6, TNF : dzialaja na hepatocyty, stymulujac synteze BOFZ
IL-1, IL-6, TNF : dzialaja jako wewnetrzne pirogeny, powoduja podwyzszenie temp. ciala, oddzialujac na osrodek regulacji temp. w podwzgorzu
IL-1 (glownie), IL-6, TNF : indukuja uwalnianie CRH z podwzgorza, CRH powoduje uwalnianie ACTH z przysadki, które oddzialuje na kore nadnerczy, zwiekszajac wydzielanie glikokortykosteroidow, które hamuja reakcje imm.
Czynniki potęgujące i ograniczające zapalenie.
Potegujace: mediatory zapalenia (z bakterii, uszkodzonych tkanek, kom. tucznych tj. histamina, serotonina, eikozanoidy, cytokiny prozapalne
Ograniczajace: - brak sygnalow pobudzajacych po wyeliminowaniu Ag,
czynniki hamujace poprzez: hamowanie dzialania cytokin, endocytoza lub zluszczenie czast.adhezyjnych z pow. kom. srodblonka, ograniczony czas zycia neutrofilow w tkankach
cytokin przeciw zapalne : IL-4, IL-10, TGFbeta; rozpuszczalne receptory sIL-1RA (IL-1RA), IL-6R; zluszczanie recept. z kom. (np. recept. dla TNF), recept. „wabiki” lub „pulapki”
inne subst.: bialko C, prostaglandyny, glikokortykosteroidy
Indukcja cytokinowa BOFZ.
IL-1, IL-6 i TNF dzialaja na hepatocyty i indukuja synteze bialek ostrej fazy.najsilniej stymuluje IL-6 (niektóre BOF powstaja tez w kom.srodblonka, fibroblastach,adypocytach)
Znaczenie BOFZ w zapaleniu.
Ich stezenie gwaltownie wzrasta podczas reakcji zapalnej, glowne f-cje:
wzmaganie aktywacji dopelniacza
opsonizacja mikroorg.
ograniczenie uszkodzen tkanek (inhibitory proteaz)
bialka wiazace metale – usuwaja jony metali niezbedne do wzrostu bakterii
*reag. pozytywnie: CRP i Serum Amyloid A – szybko się pojawiaja na poczatku zapalenia i szybko opadaja
fibrynogen, haptoglobiny, skladniki dopelniacza – zwiekszaja się dopiero po kilku dniach i nieznacznie
*reag.negatywnie: albuminy, (globuliny?) i transferyny, ich produkcja spada przy dlugotrwalym procesie zapalnym na skutek uposledzenia f-cji watroby
Rola cytokin w systemowej reakcji zapalnej.
Cytokiny indukujące powstawanie BOF. IL-1, IL-6, TNF
BOF wykazujące spadek w trakcie reakcji zapalnej.
BOF wykazujące wzrost w trakcie reakcji zapalnej.
Krótka charakterystyka CRP
Bialko C-reaktywne należy do bialek ostrej fazy (glowne bialko BOFZ).zbudowane z 5polipeptydow (identycznych) zwiazanych niekowalencyjnie (budowa pentameryczna)
f-cje: - opsonizacja
aktywacja dopelniacza
wizanie DNA uwalnianego ze zniszczonych kom. i ulatwianie usuwania ich z org.
Schemat dojrzewania monocytów.
Kom macierzysta hemopoezy – kom. macierzysta mielopoetyczna – monoblast – promonocyt – monocyt - makrofag
Schemat dojrzewania granulocytów.
Charakterystyka i schemat budowy selektyn (selektywny L, P, E). Selektyny i ich ligandy uczestnicza w toczeniu się leukocytow po powierzchni srodblonka
Selektyna E – endotelialna (CD62E) jest na kom. srodblonka
Selektyna P – plytkowa (CD62P) jest na pow. plytek krwi, pojawia się tez na pow.kom.srodblonka
Ligandy to oligosacharydy np.mucyny
Selektyny zbudowane sa z czesci wewnatrzkom., srodblonowej i zewnatrzkom. O wielu domenach podobnych do bialek kontrolnych dopelniacza. Zawieraja rowniez domene EGF-podobna i domene lektynowa (na N-koncu) – wiazaca reszty weglowodanowe
Charakterystyka i schemat budowy integryn β2 (CD11/CD18) oraz β1
Integryny posrednicza w adhezji leukocytow do srodblonka i macierzy pozakomorkowej – biora udzial w scislej adhezji leukocytow do srodblonka
Skladaja się z dwoch niekonwencjonalnie zwiazanych peptydow (alfa i beta) – heterodimer
Beta2 (CD11/CD18) trzy rozne integryny – biora udzial w scislej adhezji leukocytow do srodblonka (tez alfa4beta1 i alfa4beta7)
Beta1 – biora udzial w interakcjach leukocytow z bialkami macierzy pozakomorkowej
Etapy ekstrawazacji granulocytów.
toczenie się leukocytow po srodblonku
aktywacja – limfocyty toczace się po srodblonku „badaja” jego powierzchnie, gdy napotkaja odpowiednie subst. (chemokiny) ulegaja aktywacji – zmieniaja się wlasciowsci integryn – z czast. o malym powinowactwie do ligandow przeksztalcaja się w czast. (receptory) silnie wiazace ligand (sa nimi czast.immunoglobulinopodobne)
scisla adhezja
diapedeza
Główne drobiny biorące udział w poszczególnych etapach ekstrawazacji granulocyta
(toczeniu po śródbłonku, adhezji i diapedezie).
II – aktywacja – chemokiny (i inne subst. chemotaktyczne)
III – scisla adhezja – integryny beta2 (na leukocytach) i ich ligandy czyli czast.immunoglobulinopodobne na kom. srodblonka
| leukocyt | srodblonek |
|---|---|
LFA-1 (CD11a/CD18) CR3, CR4 Integryny beta2 |
ICAM –1,2,3 ICAM – 1,2,3 |
Tez PECAM – 1 (CD31) – jest na bocznych pow.kom. srodblonka i na plytkach krwi (jest tez na niektórych leukocytach). Oddzialywania homofilowe CD31-CD31
IV – diapedeza – na skuetk aktywacji zmienia się ksztalt leukocytow, zachodzi ekspresja enzymow ulatwiajacych przeciskanie się: metaloproteinazy cynkowe, proteinazy serynowe, plazmina, katepsyny lizosomalne
V – aktywacja srodblonka – biora w niej udzial wszystkie wymienione klasy czast. adhezyjnych
Dlaczego immunofagocytoza jest bardziej efektywna niż fagocytoza spontaniczna?
Wiele czynnikow patogennych nie jest rozpoznawanych przez fagocyty, dopiero zwiazanie z Ab (lub dopelniaczem) indukuje fagocytoze. Rozpoznanie czynnikow oplaszczajacych kom.bakteryjna ulatwia fagocytoze, a proces ten nazywany jest opsonizacja, czynniki oplaszczajace – opsoniny (kom. zerna ma na swojej pow. recept. dla opsonin). Zwiazanie Ab z receptorem aktywuje fagocytoze
Opsoniny:-IgG, IgE
-skladniki dopelniacza C3b i C4b
to glowne opsoniny(te dwa myslniki wyzej)
-CRP
-bialko wiazace LPS
-kolektyny (MBP-bialko wiazace mannoze)
-BPI (czynnik bakteriobojczy zwiekszajacy przepuszcalnosc)
opsoniny mogą indukowac
Immunofagocytoze |
ADCC |
|---|---|
*kom z recept. FcR -neutrofile -monocyty -makrofagi |
*z recpt. FcgammaR -kom. K (w tym NK) -makrofagi, monocyty,neutrofile,erytrocyty *z recept. FcepsilonR -eozynofile, monocyty |
Rola erytrocytów w usuwaniu immunokompleksów (IC)
Rola fagocytów w usuwaniu Ag i IC.
Kom zerne (makrofagi i granulocyty) docieraja do miejsc zakazenia jako pierwsze.Poprzez fagocytoze zabijaja drobnoustroje i usuwaja IC krazace we krwi lub osiadle w tkankach. Po pochlonieciu patogenow mogą prezentowac Ag limfocytom.
Przykłady współdziałania innych czynników w regulacji zapalenia.
Odpowiedź miejscowa i systemowa w zapaleniu.
Układ dopełniacza należy do odpornosci nieswoistej, stanowi jakby uzupelnienie roli Ab, obejmmuje gr. około 30 bialek surowicy i plynow tkankowych, jest 9 glownych skladowych
Funkcje:
1.obrona przeciwzakazna:
opsonizacja
chemotaksja i aktywacja leukocytow
zabijanie kom. bakteryjnych i kom. zakazonych (kompleks atakujacy blone C5b-9 MAC)
2. wspolpraca odp. nieswoistej ze swoista
wzmaganie odp. humoralnej
rozwoj pamieci imm.
3. usuwanie zbednych produktow
usuwanie IC
usuwanie kom. apoptotycznych
drogi aktywacji i czynniki aktywujące
1.droga klasyczna – z udzialem kompleksu Ab-Ag, tylko IgM i IgG biora udzial w aktywacji
Bialko C1 ze skladowa URS przylacza się do Ab zwiazanego z Ag. Aktywne C1 rozklada C4 na C4a (pozostaje w r-rze) i C4b (przylaczaja się do blony kom.)
C4b wiaze i rozklada C2 na C2a i C2b (wyjatkowo do pow. kom. wiaze się C2a)
Powstaje polaczony z blona kom. kompleks C4bC2a – ma wlasciowosci proteolityczne i rozklada C3 na C3a i C3b (ma kluczowa role w aktywacji dopelniacza). Powstaly kompleks C4bC2aC3b (konwertaza C5 drogi klasycznej) ma zdolnosc rozkladu C5 na C5a i C5b.
Proces staje się nieodwracalny – powstaje kompleks ataku na blone MAC. C5b przylacza kolejno C6,C7,C8 i C9.
C5b – 9 – dziala jak perforyny – w blonie kom. docelowej powstaja dziury. C9 wbudowuje się w blone, polimeryzuje i zwieksza srednice kanalu.
*skladowe a mogą oddzialywac na duze odleglosci
2.droga alternatywna
bez udzialu Ab – zachodzi szybciej, zanim powstana swoiste Ab
wystepuje najczesciej, jest podobna do drogi klasycznej skladowej C3
dopelniacz aktywowany jest spontanicznie pod wplywem Ag bakteryjnych lub bialka properdyny
3.droga lektynowa – podobna do klasycznej ale indukowana przez lektyny – przez bialko wiazace mannoze MBP
lektyny – bialka zdolne do wiazania oligosacharydow
MBP – wiaze mannoze, fukoze, N-acetyloglukozoamine
I
V
Aktywacja proteaz serynowych zwiazanych z MBL
MASP-1 MASP-2
I I
V V
MASP-1 rozklada MASP-2 rozklada
C2 i bezposr. C3 C4 i C2
- rola aktywowanych składowych w regulacji odpowiedzi immunologicznej i niszczeniu komórki docelowej ( np. bakterii )
rozpuszczenie i rozpad – bakterioliza i cytoliza MAC C5b-9
opsonizacja C3b i C4b
chemotaksja i aktywacja leukocytow C5a, C3a, C4a
C5a – neutrofile
C3a, C5a – monocyty
degranulacja = kom.tuczne, bazofile
*indukcja sytnezy metabolitow kw.arachidonowego, zwiekszenie przepuszczalnosci naczyn i skurcz mm.gladkich C3a, C4a, C5a = anafilatoksyny
wzmocnienie odp. humoralnej
rozwoj pamieci imm.
Usuwanie kompleksow IC i kom. apoptycznych
ADCC ( Cytotoksyczność komórkowa zależna od przeciwciał).
Polega na uruchomieniu cytotoksycznosci kom. efektorowych przez zwiazanie się ich receptorow dla FcgammaR z Ab oplaszczajacymi Ag
Komórki biorące udział w reakcji ADCC.
limfocyty T z recept. TCRgammadelta (stanowia 5-10% kom.T, u Bo ponad 20%) – TCRalfabeta maja mechanizm zabijania zalezny od rozpoznania Ag w restrykcji MHC kl.II
monocyty
makrofagi
neutrofile
eozynofile, trombocyty, makrofagi – ADCC przeciwko pasozytom, rozpoznaja IgE
Receptory dla FcγR (CD16, CD32, CD64), występowanie i rola w reakcji ADCC.
FcγRI (CD64) – ma najwieksze powinowactwo do IgG, może wiazac wolne Ab; wystepuje na monocytach i makrofagach – na neutrofilch po indukcji (np. IFNγ)
FcγRII (CD32) – wystepuje najpowszechniej, jest na wiekszosci krwinek bialych oprocz kom.NK
FcγRIII (CD16) – wystepuje na kom NK i limfocytach T (TCRγδ)
Receptorowy i enzymatyczny mechanizm niszczenia komórki docelowej. /Niszczenie komórki docelowej na drodze enzymatycznej (perforyny, granzymy) i receptorowej ( receptory z rodziny TNF)/.
Mech.enzymatyczny – etapy:
1.rozpoznanie kom.docelowej
2.zblizenie
3.powstanie synapsy imm. Z udzialek czast.adhezyjnych
4.aktywacja, polaryzacja
5.degranulacja
6.recyrkulacja limf.
*jest to droga wewn.
*czynniki cytotoksyczne:
perforyna powoduje powstanie kanalow w bl.kom. komorki docelowej
granzymy (fragmentyny) sa to proteazy serynowe – wnikaja do kom. przez kanaly utworzone przez perforyny i maja aktywnosc proteolityczna
bialko p40-TIA-1 uczestniczy w degradacji kwasow nukleinowych
*mech.enzymatyczny jest glownym i najczesciej wykorzystywanym mechanizmem niszczenia kom. docelowych. Jest uzywany przez limfocyty Tc (TCRαβ lub TCRγδ) oraz kom.NK i K
Mech.receptorowy (recept. z rodziny TNF) – etapy:
*jest to droga zewn. (bl. kom. docelowej pozostaje nieuszkodzona)
*prowadzi do aktywacji szlaku kaspaz i apoptozy
*jest oparta na interakcji ligandow wytwarzanych przez kom.efektorowe z receptorami na kom. docelowych
Etapy:
1.rozpoznanie kom.docelowej
2.zwiazanie kom.docelowej
3.interakcja cytotoksycznych ligandow z receptorami
4.oddysocjowanie i recyrkulacja limfocytu
*ligandy mogą tez być uwalniane do srodowiska – nie jest konieczne wiazanie kom., ale nie jest to efekt swoisty
*ligandy: CD95L (FasL), TRAIL, TNF, LTα (czast. Z nadrodziny TNF)
*receptory: CD95 (Apo-1/Fas) w czesci cytoplazmatycznej zawieraja tzw. „domene smierci”
mech.receptorowy wykorzystywany jest przez kom.Tc i NK
Rozpoznanie i niszczenie komórki docelowej przez komórki NK.
Sa 3rodz. Recept.:
nadrodzina immunoglobulinopodobnych: KIR, NCR, ILT, LAIR
lektynowe Ly – 49 (tylko u myszy_
rodzina CD /NK G2: receptory te rozpoznaja czy na kom. jest czast.MHC kl. , jeśli nie ma lub jest ale ma zmieniona strukture to jest to pierwszy sygnal aktywujacy
wszystkiewymienione rodz.rec. rozpoznaja czast.MHC kl.1
*niszczenie kom. docelowych przebiega podobnie jak w przypadku limf. Tc, z uzyciem czast. Fasl oraz TRAIL
Rozpoznanie i niszczenie komórki docelowej przez limfocyt Tc.
efekt cytotoksyczny w restrykcji MHC = limfocyty TCRαβ
odp. cytotoksyczna w stosunku do:
kom. z wlasnym MHC polaczonym z Ag konwencjonalnym
obcych MHC kl.I (ksenogeniczne i allogeniczne MHC)
3 kluczowe czynniki aktywujace Tc:
I – IL12 (wydzielana przez kom.dendrytyczne)
II – Ag (endogenny) + MHC kl.I (receptor CD8), Th ma CD4 i rozpoznaje Ag w restrykcji MHC kl.II
III – IL-2, IFNγ (wydzielane przez Th1)
Rozpoznanie: przez pary receptorow
| Tc: | Kom.docelowa: | |
|---|---|---|
| TCR/CD28 | MHC kl.I + Ag | = I sygnal przekazywany w glab kom. przez CD3 |
| CD2 | CD80/CD86 = B7.1/B7.2 |
= II sygnal konieczny do aktywacji limf. dziewiczych (brak prowadzi do anergii) |
Synapsa immunologiczna:
| Tc: | Kom.docelowa: |
|---|---|
| CD2 | CD58 (LFA-3) |
| Integryny:CD11a/CD18 | CD54 (ICAM-1) |
Charakterystyka komórki NK ( cząsteczki CD )
maja zdolnosc do spontanicznej (bez immunizacji) cytotoksycznosci i zabijania kom. nowotworowych i zakazonych wirusem
efekt cytotoksycznosci nie podlega restrykcji MHC
naleza do odp. nieswoistej
stanowia 10% krwi obwodowej czlowieka
maja liczne azurofilne ziarnistosci w cytoplazmie, nerkowate jadro, mikrokosmki i pofaldowania pow.kom.
CD2+ , CD3-, CD4-, CD8- , wiekszosc CD16+ (FcγRIII), wiekszosc CD56+
Podobieństwa i różnice komórki NK, limfocytów cytotoksycznych (Tc) z receptorem TCRαβ ι TCRγδ.
CECHA |
NK | Limf.TCRγδ | Limf.TCRαβ |
|---|---|---|---|
| Fenotyp (CD) | CD2+, CD3-, CD4-, CD8- | CD2+, CD3+, CD4-, CD8+ (wiekszosc) | CD2+, CD3+, CD4-, CD8+ |
| TCR | - | + | + |
| Rozpoznawanie kom.docelowych | Szerokie (malo precyzyjne) | szerokie | ograniczone |
| Restrykcja MHC kl.I | - | - | + |
| ADCC FcγRIII | + | + | - |
| Mitogeny:odp.na Pha i Con A | - | + | + |
| IL-2 | + | + | + |
Główne etapy niszczenia komórki docelowej.
Rola kluczowych cytokin odpowiedzi typu komórkowego.
IL-12 : jest wydzielana przez kom. prezentujace Ag (oprocz limf. B)
stymuluje powstawanie Th1 z Th0 i wzmaga ich aktywnosc i proliferacje
stymuluje proliferacje, aktywacje i cytotoksycznosc limf.T i kom.NK
ekspresja FasL na limfocytach
IL-2 : wydzielana glownie przez Th1
proliferacja limfocytow Tc
roznicowanie limfocytow T w kierunku Tc
aktywacja i proliferacja kom. NK
ekspresja FasL na limfocytach
IFN-γ :
indukuje ekspresje czast.MHC (glownie kl.II)
- II - - II - receptoru FcγRI (glownie)
wzmaga ekspresje receptoru CD95 (Apo-1/Fas)
wzmaga ekspresje FasL na limfocytach
Nadwrażliwość typu I zachodzi z udzialem Ab, u jej podloza leza reakcje Ag (alergenu) z IgE zwiazanymi z recept. (FcεRI) na kom.tucznych i bazofili, efekt kliniczny zwiazny jest glownie z wydzielaniem przez te kom. Mediatorow (np.histamina,leukotrieny, aktywatory kinin)
*Czynniki środowiskowe i genetyczne
genetyczne: ryzyko zachorowania na alergie jest wieksze, gdy jedno lub oboje rodzicow cierpi na alergie
srodowiskowe: brak rownowagi miedzy odp. Humoralna i komorkowa, po urodzeniu przewaza aktywnosc Th2 (odp.humoralna) – dla zachowania rownowagi konieczna jest stymulacja odp.komorkowej poprzez kontakt z okreslonymi mikroorg. Stymulujacym wytwarzanie IL-12 i IFNγ; czynniki toksyczne,zanieczyszczenia srodowiska; ekspozycja na alergen
*Drogi aktywacji mastocyta
najczestsza i naturalna to zwiazanie Ag z Ab znajdujacym się na pow. Kom. (receptor FcεRI), prowadzi to do sekrecji cytokin prozapalnych i do uwolnienia mediatorow preformowanych (aminy biogenne: serotonina, histamina, trypaza, chymaza, heparyna, siarczan chondroityny)
pozniej wydzielane sa mediatory generowane – metabolity kwasu arachidonowego
(prostaglandyny, leukotrieny, PAF-czynnik aktywujacy plytki krwi)
- II typ – aktywacja z pominieciem czynnikow imm. – przez subst. Glownie anafilatoksyny(polipeptydy powstajace w wyniku aktywacjji ukl.dopelniacza, sa to np.C3a, C4a, C5a) i chemokiny
*IgE jako przeciwciało homocytotropowe
*Objawy kliniczne ogólne i miejscowe
Objawy miejscowe:
niezyt bl.sluz.
pokrzywka, swiad, obrzek
astma
*Rola IgG i IgM
dwie mozliwosci:
Ab oplaszczaja kom. Docelowa i czynia warunki sprzyjajace zajsciu ADCC
powstaja Ab przeciwko Ag na kom.docelowej, zachodzi aktywacja dopeln. i liza kom.
Roznica polega na tym , ze patogen jest często przylaczony do srodblonka, nie może zajsc fagocytoza, wiec nastepuje uwolnienie ziarnistosci poza kom., co uszkadza okoliczne tkanki.
Mechanizm ADCC
Choroba hemolityczna noworodków
*Reakcja poprzetoczeniowa na erytrocyty
zachodzi niszczenie przetaczanych erytrocytow w reakcji cytotoksycznosci z udzialem Ab i dopelniacza. W reakcji biora tez udzial makrofagi (fagocytuja immunokompleksy)
skutki: wczesne – hemoliza erytr. Mogaca prowadzic do wstrzasu
pozne – zaglutynowane kompleksy mogą tworzyc zatory w naczyniach krw. (powoduje to martwice np. uszu, uszkodzenie nerek),
transfuzja nie daje zamierzonego efektu
najbardziej wrazliwe sa koty, nastepnie konie
gr. KrwiB posiada naturalne Ab anty-A (gl IgM,IgG)
typ A u 35% posiada Ab anty-B
u Ca: najbardziej immunizuje gr.DEA 1.1, mniej DEA 1.2
*Anemia hemolityczna polekowa
leki lub ich metabolity bedace haptenami osadzaja się na pow.erytr., stajac się Ag pelnymi. Oplaszczenie przez Ab prowadzi do lizy kom..
*Miastenie
stan koncowego oslabienia miesni zwiazny z obecnoscia Ab przeciwko receptorom acetylocholinowym obecnym na pow. blon miesniowych.
Nadwrażliwość typu III reakcje z udzialem kompleksow imm. (IC)
*Rola kompleksów immunologicznych. Znaczenie Ag.
Kompleksy imm. Odkladaja się w roznych tkankach i mogą powodowac inicjacje procesu zapalnego – dochodzi do aktywacji dopelniacza, nacieku granulocytow
przy przewadze Ag powstaja male kompleksy, dlugo kraza we krwi, sa dosc latwo usuwane
przy malej ilosci Ag powstaja duze agregaty, sa szybko wykrywane i eliminowane
kompleksy sredniej wielkosci latwo precypituja w tkankach, sa najbardziej patogenne
Dwie formy reakcji patologicznych:
gdy kompleksy tworza się w m-scu podania Ag
gdy kompleksy kraza we krwi i odkladaja się w roznych tkankach
Ag wplywa na powinowactwo kompl.imm. do okreslonych tkanek
*Zewnątrzpochodne alergiczne zapalenie pęcherzyków płucnych ( płuco rolnika, choroba praczek, choroba hodowców gołębi )
przyczyna choroby sa Ag rozproszone w powietrzu w postaci bardzo drobnych czast.organicznych, z którymi chorzy spotykaja się na co dzien w pracy zawodowej. Proces zapalny dotyczy pecherzykow plucnych, jest spowodowany odkladaniem się w nich IC.
*Choroba posurowicza
pojawia się na skutek podania bialka obcogatunkowego (np. surowicy), nastepuje w ciagu 4-14 dni od podania surowicy
zachodzi przy nadmiarze Ag, powstaja wtedy male immunokompleksy, które utrzymuja się we krwi (sa wolno fagocytowane), latwo odkladaja się w tkankach, w drobnych naczyniach np.w nerkach – blony podstawne klebuszkow
objawy : goraczka, uogolniona pokrzywka, obrzeki stawow, bole miesniowe, albuminuria, obnizenie poziomu dopelniacza
w miare wzrostu ilosci Ab rosnie wielkosc kompleksow i sa one latwiej usuwane
IC wykrywa się immunofluorescencja
Skutki powstawania IC : stany zapalne w ukl. Moczowym i stawach
IC odkladaja się tam gdzie nastepuje zwolnienie przeplywu krwi i gdzie sa rozbudowane sieci naczyn
*Odczyn Arthusa
przykład reakcji miejscowej – w m-scu podania ag pojawia się obrzek, rumien skory u osobnikow wczesniej uczulonych tym Ag, reakcja po 4-8godz
Nadwrażliwość typu IV (DTH) typ komorkowy
To reakcja klasycznie komorkowa (bez Ab!), pozna (sczyt nasilenia w drugiej dobie po kontakcie z Ag)
Kontaktowa, tuberkulinowa i ziarniniakowa
Kontaktowa : przyczyna sa drobnoczasteczkowe zw. (często hapteny) oddzialywujace przez dluzszy czas na skore.powoduja powstanie wyprysku kontaktowego.
Ziarniniakowa : z kom. nablonkowych tworza się ziarniaki, choroby wykazujace ten typ nadwrazliwosci: - gruzlica
trad
schistosomoza
sarkoidoza
choroba erohna(?)
Tuberkulinowa : wtorna odp. na Ag napotkany wczesniej podczas infekcji
Kom dendrytyczne (langerhansa) prezentuja tuberkuline (w restrykcji MHC kl.II) i antygenowo swoiste kom.T sa aktywowane. Zapoczatkowany jest stan zapalny, pojawia się obrzek. Glownie w tej reakcji biora udzial limf.T i makrofagi (powoduja obrzek)
*Zastosowanie i interpretacja próby tuberkulinowej
jest to test, którym bada się czy dana osoba ma odpornosc komorkowa przeciwko pratkom gruzlicy.
Tuberkuline wprowadza się podskornie, a miejsce naklucia ocenia się po 72h.
W dodatnim tescie tworzy się czerwony obrzek osiagajacy najwieksze rozmiary po 48-72h od podania bialka.
Odpowiedź immunologiczna w zakażeniach wirusowych, bakteryjnych, pasożytniczych i grzybiczych.
Etapy namnażania się wirusów i mechanizmy obronne gospodarza przeciwdziałające temu procesowi
Wirus obrona org.
| Przylaczenie do kom., wnikanie do kom. | Zapobieganie zakazeniu przez IgG i IgA |
|---|---|
| replikacja | Hamowanie replikacji przez interferon (degradacja mRNA i hamowanie syntezy bialka) Niszczenie zakazonej kom. (np.ADCC) |
| Synteza wirionow potomnych | Ochorna innych kom. przez zakazeniem przez IFN Oplaszczanie kom. przez Ab i aktywacja dopelniacza |
| Uwalnianie wirionow potomnych | Wiazanie wirionow przez IgG i IgM |
Sposoby unikania przez wirusy immunologicznych mechanizmów obronnych gospodarza
duza zmiennosc Ag (np. FIV, grypa)
koduja glikoproteidy wiazace FcγR (HSV, CMV)
unieczynnianie interferonu (Epstein-Barr, adenowirusy)
hamuja transport MHC kl.I do bl.kom. (CMV,adenowirusy)
koduja homologi receptorow dla cytokin
Mechanizmy nieswoiste i swoiste zaangażowane w odpowiedź przeciwbakteryjną
| nieswoiste | Swoiste |
|---|---|
|
|
Mechanizmy immunopatogenności bakterii
toksycznosc bez inwazyjnosci: zdolnosc do wytwarzania pojedynczych toksyn, przyleganie do pow. nablonka bez wnikania do tkanek (np. przy anginie)
odp. Na te bakterie to neutralizujace Ab
inwazyjnosc bez toksycznosci: bakterie nie majace wlasciowsci toksycznych, powodujace chorobe przez wnikanie do tkanek i kom..Zmiany wywolane sa masa drobnoustrojow lub immunopatologia (np. guzowata postac tradu)
odp. Typu komorkowego
wiekszosc bakterii wykazuje patogennosc typu mieszanego (miejscowa inwazyjnosc i toksycznosc)
- obrona to oba typy odpornosci
Ab mogą neutralizowac toksyny, enzymy bakteryjne
Zaburzac ruchliwosc wiazac się z rzeskami
IgA na pow. blon blokuje wiazanie się bakterii z kom. Nablonka
Blokowanie waznych f-cji zyciowych np. pobierania subst.odzywczych
Aktywuja uklad dopelniacza, niszczenie bakterii gramm- (bakterie gramm+ sa odporne na dzialanie dopelniacza)
Jak dochodzi do wstrząsu endotoksycznego
Bakterie gramm- uwalniaja LPS stymulujacy makrofagi do wydzielania cytokin prozapalnych. Powoduje to silna adherencje kom. do srodblonka. Prowadzi to do srodnaczyniowego wykrzepiania i agregacji plytek krwi. Konsekwencje to zaburzenia krzepniecia krwi, zmiana przepuszczalnosci naczyn, przemieszczenie plynow do tkanek, obnizenie cisnienia, zapasc krazenia, martwica krwotoczna.
Bakterie gramm+ tez mogą doprowadzic do wstrzasu (za posrednictwem superantygenow)
Mechanizmy obronne bakterii w stosunku do układu immunologicznego gospodarza
otoczki
zmiana Ag rzeskowych
ukrywanie się w kom.
Wydzielanie czynnikow odpychajacych lub hamujacych chemotaksje
Zabijanie kom. Zernych
Niektóre ulegaja fagocytozie ale uniemozliwiaja powstanie fagolizosomu (M.tuberculosis)
Hamowanie aktywnych metabolitow tlenu
Inwazja przez receptor dla dopelniacza
Odpowiedź immunologiczna przeciwko pierwotniakom
odp. komorkowa niszczy niszczy kom. zainfekowane pierwotniakiem
Ab przeciwko postaciom pozakomorkowym blokuja ich zdolnosc do inwazji nowych kom.
Odpowiedź immunologiczna przeciwko robakom obłym
Wytwarzanie Ab oplaszczajacych robaka prowadzi do degranulacji kom. tucznych. Uwalniane mediatory zapalne zabijaja robaka i przyspieszaja motoryke jelit. Mediatory kom. tucznych przyciagaja eozynofile do m-sca, gdzie wystepuje pasozyt.
Rola przeciwciał w odpowiedzi przeciwpasożytniczej
mogą dzialasz uszkadzajaco na robaki bezposrednio lub przez aktywacje dopelniacza
mogą stymulowac fagocytoze
ADCC
Mogą blokowac przyczepianie się pasozyta do nowej kom.
Mechanizmy unikania odpowiedzi immunologicznej gospodarza wykorzystywane przez pasożyty
Odpornosc na dzialanie ukl. dopelniacza:
zluszczanie kompleksu dopelniacza
glikoproteiny rozkladajace C3 i C5
hamowanie inicjacji skladowych dopelniacza
wykorzystywanie CR do wnikniecia do makrofagow (unika wybuchu tlenowego)
Obrona przed mechanizmami wewnatrzkomorkowymi:
wnikanie do makrofagow bez fuzji z lizosomami
ucieczka z fagosomu
aktywnosc dysmutazy ponadtlenkowej
Unikanie prezentacji Ag:
hamowanie ekspresji MHC kl.II
zmiennosc antygenowa glikoprotein pow.
nabywanie warstwy pow. od gospodarza
tworzenie ochronnych cyst i guzkow kolagenowych
Bariery fizyczne:
gruby tegument i glikokaliks
gruby oskorek
otoczka powierzchniowa
MALT tkanka limfatyczna związana z błonami śluzowymi – rozproszone w blonach śl. I podśl. Zorganizowane skupiska grudek limf. i grudki limf. skupione,
MALT obejmuje:
1.GALT – tkankę limf. błony śl.i podśl. ukł. pokarm.
2.BALT – tkankę limf błony śl. w drogach oddechowych w obrębie oskrzeli
3.NALT – tkankę limf. nosa i gardła
cechy autonomii IUW immunologiczny układ wydzielniczy – niezależna funkcjonalnie część ukł.immunolog., składająca się z tkanki limf. związanej z błonami śl.. Główna f-cja: wytwarzanie wydzielniczych IgA (sIgA) i ochrona org. przed wnikaniem obcych Ag przez błony
Immunologiczny układ wydzielniczy (IUW) podstawową f-cją IUW jest wytwarzanie przeciwiciał IgA, które przedostają się do wydzielin, by tam jako S-IgA pełnic rolę bronną.obrona ta obejmuje:
opłaszczanie i aglutynację mikroorg.
Działanie bakteriostatyczne
Zapobieganie adhezji mikroorg. Do nabłonka a tym samym wnikaniu w obręb błon śl.
Neutralizację toksyn bakteryjnych
Budowa i funkcje sIgA
wytwarzane są miejscowo przez kom. plazmatyczne błon śluzowych
u człowieka występują w dwóch podklasach: sIgA1 i sIgA2 (tu 2odmiany: A2m(1) i A2m(2)
główną różnicą miedzy sIgA1 i sIgA2 jest brak 13 aminokwasu w regionie zawiasowym cząst. przeciwciała w sIgA2. zapobiega to inaktywacji sIgA2 przez liczne bakterie
sIgA zawierają połaczone łańcuchem J dwie czast.IgA oraz komponent (fragm.) wydzielniczy (SC)
większa zdolność neutralizowania cząst.wirusów i większa efektywność aglutynacji bakterii przez formy polimeryczne IgA w porównaniu do form monomerycznych
Wydzielanie sIgA na powierzchnię błon śluzowych
- sIgA wydzielane są przez kom.plazmatyczne błon śluz.
IgA wydzielane są przez plazmocyty i ulegaja polimeryzacji
dimery (IgA)2 wiążą się z recept. pIgR wbudowanym w błonę kom.nabłonka (pIgR to recept. Dla polimerycznych form Ab)
kompleks (IgA)2 – SC ulega endocytozie i w przebiegu transcytozy w pęcherzykach pinocytarnych osiąga szczytową stronę kom. nabłonka
uwolnienie sIgA
rola SC – transportowanie (IgA)2 przez nabłonek i ochrona przed działaniem enzymów proteolitycznych
Budowa i rola kępek Payera w odpowiedzi immunologicznej w błonie śluzowej jelita
Kępki Payera to zorganizowane struktury limf. w błonie śluzowej jelita, które są miejscem indukcji odp. imm., która w efekcie doprowadzi do uogolnionej odporności w błonach śluzowych.w największej liczbie w końcowych odc. jelita cienkiego. 3 elementy budowy:
1.grudki limf. – skupiska limf.B
2. obszary międzygrudkowe – zasiedlone głównie przez limf.T. w tych obszarach sa typowe żyłki z wysokim śródbłonkiem, którymi limf B i T dostają się z krwi do kępek Payera
3. kopuły – utworzone przez uwypuklający się ponad grudkami nabłonek i jego najbliższe otoczenie
- w kopułach są kom. M – ich nazwa wywodzi się od mikropofałdowań ich wolnej powierzchni, kom. M stanowią ok. 10% liczby kom.nabłonka pokrywajacego kepki Payera, określonego czasem jako nabłonek towarzyszący grudkom, kom M maja też wgłębienia cytoplazmy tworzace kieszenie, w których umiejscawiają się limf., rzadziej makrofagi i neutrofile, rola kom M to wyhwytywanie makrocząsteczek i mikroorg. Ze swiatła jelita i przenoszenie ich w głąb, do regionu podnabłonkowego
Przebieg odpowiedzi immunologicznej w tkance limfatycznej towarzyszącej jelitu (GALT)
w kieszeniach w obrebie kopuł w kepkach Peyera znajduja się limf.B i T. Większość limf. T i ponad 60% limf B to limf. pamięci
kontakt limf błony śluzowej z Ag może zachodzic w wyniku transportu cząsteczek przez: kom. dendrytyczne wysyłające doswiatła jelita wypustki, enterocyty, kom M
Ag te prezentowane są limfocytom
Limfocyty z kepek Peyera dostają się z limfą do węzłów limf. krezkowych, w których dochodzi do ich dalszego dojrzewania, stamtąd naczyniami limf. i przez przewód piersiowy dostają się do krwiobiegu
Oś jelito gruczoł –mlekowy i jej znaczenie w odporności potomstwa. Str302
Powiązanie pomiędzy strukturami immunologicznymi towarzyszącymi błonom śluzowym w organizmie
kom. aktywowane pierwotnie w kepkach wedrują z krwią z powrotem do błon śl. i struktur limf. z nimi związanych, przede wszytskim ukł.pokarm., oraz osiedlaja się w gruczołach powiązanych z MALT
limfocyty aktywowane w ukł.pokarm. mogą migrować do innych narządów, których funkcja mniej lub bardziej związana jest z tym układem,są to: gruczoł łzowy, ślinianki, drogi oddechowe, gruczoł sutkowy, ukł.moczowo-płciowy
Tolerancja pokarmowa
tolerancja systemowa powstająca w rezultacie podania Ag drogą pok.
Wyraża się zahamowaniem odp. imm. – zarówno typu późnego CDTH jak i wytwarzania Ab – po powtórnym podaniu pozajelitowym Ag, który pierwotnie zastosowano doustnie
Zjawisko to zależne jest od wieku
Sensem biolog. zjawiska tolerancji jest zapobieganie uogólnionej odp. imm. na Ag pokarmowe przedostające się do krążenia w wyniku zmian szczelności bariery między światłem jelita a krwią
Cechy charakterystyczne limfocytów B aktywowanych w obrębie GALT
Tracą zdolność ekspresji selektyny L, a duża ekspresja integryny alfa4beta7 umożliwia im osiedlanie się w błonie śluz. jelit
Wędrówka limfocytów w obrębie GALT
limf.B1 (CD5+) wytwarzające w wyniku zakażenia preferencyjnie IgM, cyrkuluja miedzy błoną śl. jelita a jama otrzewną z pominięciem krwi. Uczestnicza w szybkiej, ale mało specyficznej obronie przeciwko mikroorg. Chorobotw.
Limf. B2 (CD5-) których aktywacja zachodzi w kepkach i które odpowiedzialne są w głównej mierze za wytwarzanie IgA, rozprowadzane są do błon śl. z udziałem układy krążenia
Próba minor i major w doborze dawcy krwi.
Próby krzyżowe(przed przetaczaniem)
Próba minor: surowica/osocze biorcy = zawiesina odpłukanych erytrocytów dawcy
Próba major: a. próba minor
b. próba wykluczająca syndrom dawca przeciw biorcy ( odwrotny układ)
surowica/osocze dawcy + zawiesina erytrocytów biorcy
c. kontrola ujemna: surowica biorcy + erytrocyty biorcy
(robi się ją gdyż część pacjentów może mieć zmienione krwinki))
Choroba hemolityczna noworodków ( ludzie, psy, konie - podobieństwa i różnice)
Warunki, które muszą być spełnione, aby wystąpiła:
-odmienna gr.krwi płodu (odziedziczona po ojcu) niż matki
- kontakt erytrocytów płodu z krwią matki
- synteza Ab przez ukł.odporn. matki na Ag krwi płodu
- przekazanie Ab matki płodowi (o odmiennej gr.krwi)
brak transferu Ig przez łożysko (Ig przekazywane z siarą):
bydło, owce, kozy, świnie, konie
psy (10% Ig przez łożysko, 90% z siarą)
u ludzi związana z czynnikiem Rh (I-wsza ciąża najczęściej nie stanowi problemu)
*HDN u psów: pojawia się u nowonarodzonych psów DEA 1.1 pozytywnych (po ojcu), urodzonych przez DEA 1.1 – negatywną matkę uczuloną pierwotnie poprzez transfuzję krwi DEA 1.1 . Matka wytwarza Ab anty – DEA 1.1, które powodują hemolizę erytrocytów płodu.
*HDN u koni: u ras czystej krwi występuje z częstotliwością 0,05 – 2% źrębiąt
najczęściej w czasie I-wszej ciąży zostają rozpoznane Ag krwinkowe odziedziczone po ojcu (prawdopodobnie w czasie ostatniego m-ca ciąży lub po porodzie) czego skutkiem jest wytworzenie przez matkę Ab = anemia hemolityczna noworodka po absorpcji immunoglobulin siarowych (najczęściej po kolejnych ciążach)
HDN może wystąpić u źrebiąt, których matki zostały uczulone przez transfuzję krwi lub szczepionki zawierające tkanki koni
Izolowanie komórek układu immunologicznego ( należy pobrać krew na heparynę, odwirować, po usunięciu osocza z „kożuszkiem” na dnie pozostaną granulocyty i erytrocyty, dla uzyskania tylko granulocytów erytrocyty należy zlizować chlorkiem amonu lub wodą, następnie odwirować i przepłukać 3x PBSem z dodatkiem antybiotyków, określić zywotność kom. 1% r-rem trypanu i doprowadzic do koncentracji)
Ocena sprawności makrofagów i granulocytów ( adhezja, migracja spontaniczna, chemotaksja, fagocytoza, immunofagocytoza, bójczość ( test NBT)
1.test na zdolność granulocytów do adherencji ( do szkła i plastyku ):
8 komór(1cm2), 0,5ml/1ml kom.,które znamy, 30min.inkubacji, barwimy, musimy mieć mikroskop z podziałką, makrofagi i granulocyty silnie przylegają
2.test spontanicznej migracji granulocytów
w agarze z dodatkiem płynu Hanks’a wycinamy baseniki i nanosimy kom., inkubujemy 18h w cieplarce, w tym czasie kom. opadają na dno i zaczynają po szkle opuszczać baseniki, płytki utrwalamy formaliną, nastepnie zlewamy i działamy alkoholem, ściągamy agar i zabarwiamy płytki met.May-Grunwalda-Giemsy, określamy wielkość strefy migracji
3.test chemotaksji leukocytów pod agarem
na płytce z agarem znajduje się po środku zawiesina badanych kom.,a w pewnej odl. od niej czynnik chemotaktyczny z jednej str. i płyn kontrolny z drugiej, mierzymy odc. migracji kom. w kierunku czynnika i płynu k., ich stosunek to indeks chemotaksji
4.test zdolności fagocytowania
musimy dać odpowiednią ilość bakterii, wykonujemy barwienie met. Mansona
5.test NBT to ocena wytwarzania rodników tlenowych, test z błękitem nitrotetrazolowym
kom.posiadajace zdolność wewnatrzkom. zabijania drobnoustrojów wykazują wysoki potencjał oksydo-redukcyjny i mogą zredukować błekit nitrotetrazolowy (żółty) do nierozpuszczalnego formazanu (ciemnogranatowy). Wykonanie:
szkiełko podst. powlec alkoholowym r-rem NBT i wysuszyć, nastepnei pobrać krew z dodatkiem heparyny i wykonać cieńki rozmaz na szkiełku z filmem NBT, inkubujemy najpierw w łaźni,a nastepnie w temp.pok., barwimy met.May-Grunwalda-Giemsy
Na czym polega test spontaniczny NBT?
Kom. + barwnik = ocena liczby kom.redukujacych i nieredukujących (rozmaz)
Na czym polega test pobudzony NBT?
Kom. + endotoksyny bakteryjne lub inne czynnniki pobudzające (np.zymozan)
Rola erytrocytów w usuwaniu immunokompleksów (IC)
Rola fagocytów w usuwaniu Ag i IC.
Etapy fagocytozy ( 1. utworzenie wypustek, 2. utworzenie wodniczki/fagosomu 3. połączenie: fagosom + lizosom 4. degradacja patogenu po „wlaniu” enzymów 5. przy duzym patogenie kom. Może ulec zniszczeniu )
Dlaczego immunofagocytoza jest bardziej efektywna niż fagocytoza spontaniczna?
W immunofagocytozie kom.żerna ukł.odpornościowego pochłania antygen opłaszczony opsoninami, czyli elementami ułatwiającymi fagocytozę. Więcej kom.żernych zostaje pobudzonych do działania.
Zasada testów rozetowych w różnicowaniu limfocytów T i B ( test E, test EA, test EAC)
Ocena zdolności proliferacyjnych ( mitogeny , test z 3H-tymidyną )
procesowi transformacji blastycznej ulega 10-50% kom. w zależności od użytego mitogenu czyli czynnika indukującego mitozę kom.. Odmienne mitogeny dla limfocytów B i T: dla limf.B – LPS, mitogen szkarłatki PWM, przeciwciało anty-Ig; dla limf.T – konkanawalina A, fitohemaglutynina, szczepionka BCG (mycobacterium tuberculosis), PWM, przeciwciało anty-CD3
2. test stymulacji limf. met.izotopową polega na wbudowaniu znakowanej tymidyny i pomiarze radioaktywności promieniowaniem B po potencjalnych podziałach
Immunofluorescencja bezpośrednia i pośrednia (barwniki fluorescencyjne)
Imm.bezpośr.: barwnik fluorescencyjny łączy się bezpośrednio za pomocą przeciwciał z badaną cząstką immunologiczną
Używamy przeciwciał sprzężonych ze znacznikami fluorescencyjnymi, skierowanych przeciwko określonym Ag, w tym pasożytom. Po reakcji Ab z Ag obecnymi w skrawkach tkankowych lub mikroorg., w razie ich związania, obserwuje się świecenie ich podczas ogladania preparatu w świetle UV
Imm.pośr.: używamy przeciwciał z przyłączonym kowalencyjnie znacznikiem fluorescencyjnym, są one skierowane przeciwko innym przeciwciałom, które łączą się z poszukiwaną cząstka immunologiczną
Barwniki fluorescencyjne (fluorochromy)-to barwniki, które pod wpływem światła monochromatycznego emitują światło o odpowiedniej dł.fali
-fluoresceina(zielona), -fikoerytryna(pomarańczowa), -jodek propydyny, -oranż akrydyny
Ocena markerów powierzchniowych komórek – fenotypizacja
Immunofenotypizacja komórek, czyli badanie fenotypu kom.(ich właściwości powierzchniowych)
-met.mikroskopowa, -cytometria przepływowa (FACS), -izolacja limf. na sorterach kom.,np. na kulkach magnetycznych lub met. „panning”
Ocena cytotoksycznych funkcji komórek ( z Cr51 )
Do zawiesiny kom.nowotworowych dodajemy Cr51, który do nich wnika.nastepnie odpłukujemy. Kom.kontaktujemy z ze znaną nam ilością kom. o właściwościach cytotoksycznych. 4-16godz. wspólnej hodowli. Następnie sprawdzamy, ile chromu uwolniło się do supernatantu, badamy jego radioaktywność.im więcej chromu w supernatancie, tym więcej kom.nowotworowych zostało zaatakowanych.
Testy z erytrocytami:
reakcja stanowiąca podstawową metodę identyfikacji Ag grupowych krwi i skierowanych przeciwko nim Ab: krwinka mająca na swojej pow. szukany Ag ulega związaniu przez obecne w surowicy swoiste Ab, powstaje widoczny zlep/aglutynat krwinek
Testy hemolityczne ( rola swoistego przeciwciała i dopełniacza )
Do studzienek nakładane są krwinki, następnie dodawana jest surowica królika – źródło Ab. Po 15min. inkubacji dodawany jest komplement. Przy pełnej aktywacji dochodzi do lizy kom., co oznacza iż na krwinkach znajduje się poszukiwany Ag i powstały kompleksy Ag-Ab
Test Coombsa(antyglobulinowy, pozwala wykryć obecność przeciwciał niekompletnych, jednowartościowych, które opłaszczają się na pow.erytrocytów ale nie są w stanie związać sąsiednich krwinek-brak aglutynacji. W metodzie używa się surowicy immunizowanej globulinami ludzkiego osocza- zawiera Ab przeciwko ludzkiej IgG i składowej C3 dopełniacza. Aglutynacja to wynik pozytywny.
2odmiany testu: A. Bezpośredni: Ag krwinek wiążą się z Ab w org. badanego, po wyizolowaniu erytrocytów z krwi dodanie odczynnika antyglobul.wywoła aglutynację = test sprawdza czy w org,badanego doszło do reakcji Ab z Ag erytr. = w chorobie hemolit. Noworodków, niedokrwistościach autoimmunohemolitycznych, odczynach potransfuzyjnych
B. posredni – podst. Metoda identyfikacji Ag i Ab grupowych w transfuzjologii, stosujemy erytr. o znanych Ag grupowych dla wykrycia swoistych Ab w surowicy lub surowice z odpowiednimi Ab pozwalające na wykrycie Ag grupowych krwinek
Odczyn wiązania dopełniacza (OWD)
1.do studzienek płytki wylewamy kolejne rozcieńczenia Ag i dodajemy stałą ilość pozbawionej dopełniacza surowicy – źródło Ab (lub na odwrót: rozcieńczenia Ab i dodajemy Ag, wtedy wykrywamy Ab)
2.jeśli w materiale występuje poszukiwany Ag powstają kompleksy Ag-Ab
3.dodajemy źródło komplementu (np.świeża surowica świnki morskiej), jeśli powstały kompleksy to dopełniacz zostanie związany, zużyty
4.dodajemy erytrocyty baranie i surowicę królika inaktywowaną jako źródło Ab dla nowo wprowadzonych Ag.dochodzi do opłaszczenia erytrocytów przeciwciałami
jeśli zajdzie hemoliza tzn.że był obecny dopełniacz – wynik ujemny
brak hemolizy – brak wolnego dopełniacza – wynik dodatni – w badanym materiale są poszukiwane Ag
Genetyczne uwarunkowania różnicowania receptorów BCR i TCR
Budowa i funkcja grasicy
otoczona torebka lacznotkankowa
sklada się z 2 platow, a każdy z wielu placikow
w placikach czesc korowa i czesc rdzenna
w czesci rdzennej placikow sa cialka grasicze (koncentrycznie ulozone kom. nablonkowe)
w sklad zrebu grasicy wchodzi torebka i przegrody lacznotkankowe oraz kom. z dlugimi wypustkami tworzace w miazszu grasicy siec, sa to: kom. nablonkowe pochodzenia endodermalnego, makrofagi, kom. dendrytyczne
na kom. zrebu grasicy wystepuja w duzym stezeniu czast. MHC, ma to znaczenie dla czynnosciowego dojrzewania limf.T
w okach sieci wytworzonej przez kom.zrebu leza limf. Grasicze (tymocyty)
Komórki budujące zrąb grasicy i ich udział w dojrzewaniu limfocytów T
kom. nablonkowe – uczestnicza w selekcji pozytywnej tymocytow (kom.korowe), kom. nablonkowe rdzenia – selekcja negatywna (prawdopodobnie), niektóre scisle otaczaja swoimi wypustkami tymocyty – to tzw. Grasicze kom. opiekuncze
makrofagi – fagocytuja tymocyty
kom.dendrytyczne – udzial w selekcji negatywnej
Dojrzewanie limfocytów w grasicy.
Fazy dojrzewania limfocytów T
Selekcja pozytywna i negatywna prekursorów limfocytów T w grasicy
Genetyczne podstawy różnorodności receptorów TCR i BCR ( rearanżacja genów VDJ, zmienność izotypowa przeciwciał, zmienność na złączach, mutacje punktowe)
Rekombinacja genow dla receptorow limf.T zachodzi podobnie jak dla immunoglobulin, wystepuja tu podobne sekwencje sygnalowe i rekombinazy
Roznorodnosc genow kodujacych receptory jest duzo mniejsza niż dla immunoglobulin, jednak liczba roznych gotowych recept. jest wieksza od liczby immunogl..
Sekwencje sygnalowe pozwalaja na laczenie się genow V z D, ale także D z D, co tlumaczy mozliwosc powstawania tylu roznych recept. na limf.
Limfocyty immunologiczne kompetentne. Cechy charakterystyczne .
Pierwotne niedobory immunologiczne. Definicja.
Genetycznie uwarunkowane zaburzenia budowy, dojrzewania, roznicowania się oraz f-cji narzadow i kom. ukl. odpornosciowego prowadzace do uposledzenia poszczegolnych skladowych (swoistych i nieswoistych) komorkowej i humoralnej odp. Imm..
Przyklady: - agammaglobulinemia, dysgammaglobulinemia (np. u Arabow uwarunkowane genetycznie)
pospolite zmienne niedobory odpornosci z przewaga zaburzen ukladu limfocytow T lub B
ciezki zlozony niedobor odpornosci SCID
niedobory odpornosci komorkowej
zaburzenia ukladu fagocytarnego
niedobory skladowych ukladu dopelniacza
Zespół SCID (T-B+), (T-B-), przykłady, podłoże genetyczne, skutki
Powodowane przez rozne mechanizmy, ale nie roznia się obrazem klinicznym. Objawiaja się glebokim uposledzeniem lub calkowitym brakiem odp. Humoralnej lub komorkowej. Sa rzadkie, 1 na 75-100tys. Urodzen.
Postac (T-B+) zmniejszona l.limf.T przy prawidlowej l.limf.B
zespol zwiazany z plcia (z chromosomemX) spowodowany mutacja geny dla lancucha γ podjednostki receptora dla interleukin: 2,4,7,9,15,21
brak limf.T i kom.NK, zwiekszona liczba limf.B, ale obnizone stezenie Ab, w grasicy brak podzialu na kore i rdzen, obwodowe narzady limf. Sa hipoplastyczne
* podjednostka γc jest najwazniejsza w przekazywaniu sygnalu od recept. przez kinaze JAK3 do wnetrza kom.
brak przekazywania sygnalu od interleukin, brak stymulacji od limf.Th
Postac (T-B-)
T- B- NK-
Mutacja w genie dla ADA (deaminazy adenozynowej) uczestniczacej w metabolizmie puryn, prowadzi to do nagromadzenia się dATP, co hamuje synteze DNA, dziedziczenie autosomalne recesywne
....NK+
mutacja genow RAG1 lub RAG2 ( koduja bialka odpowiedzialne za aktywacje rearanzacji genow V(D)J kodujacych fragm. Zmienne TCR lub BCR)
Zespół LAD : podłoże genetyczne, skutki
Wtórne niedobory odporności- przyczynyAIDS : ogólna charakterystyka wirusa HIV, geografia występowania, mechanizm upośledzenia odporności
Dwuniciowy wirus RNA, podstawowe geny to gag (bialko rdzenia), pol (odwrotna transkryptaza), env (bialko otoczki)
Do wnikniecia do kom. wykorzystuje czast.CD4 i koreceptory dla chemokin. Zakaza glownie limf. Th, makrofagi i kom. dendrytyczne.
Mech.obnizenia odpornosci:
zmniejszenie liczby i aktywnosci limf Th – sa niszczone przez wirus oraz limf. Tc
niszczenie narzadow limf.
Niedożywienie jako przyczyna wtórnego niedoboru odporności. Obszary zagrożone, wpływ niedoboru energii i białka na procesy odpornościowe
Niewlasciwe zywienie wplywa glownie na: odpornosc komorkowa, f-cje fagocytow, ukl. dopelniacza, Ab wydzielnicze, synteze cytokin
Niedozywinie prowadzi do zaniku utkania limfoidalnego, w tym grasicy (obnizenie rozmiaru i wagi – tymektomia niedozywieniowa)
Liczne enzymy o kluczowej roli w procesach odporn. Wymagaja cynku, zelaza, wit.B6 i inncyh mikroelementow.
Niedozywienie bialkowo-energetyczne PEM powoduje:
znaczne obnizenie odpornosci komorkowej (zmniejszona liczba limf.T CD4+ (Th), obnizona proliferacja, spadek aktywnosci tymuliny)
obnizenie odp. Przeciwcial IgA – czestsze zakazenia sluzowek
obnizenie fagocytozy, opsonizacji, syntezy cytokin
Niedobory immunologiczne pierwotne i wtórne
Pierwotne niedobory odporności wrodzonej ( BLAD, CLAD, Zespół Chediaka-Higashiego cykliczna neutropenia psów, zespół Pelger-Hueta, niedobór składowej C3 dopełniacza)
Pierwotne niedobory odporności nabytej (Zlożone niedobory: SCID u psów, SCID u koni ,Niedobory z przewagą zaburzeń syntezy przeciwciał…..)
Molekularne podłoże ciężkiego złożonego niedoboru odporności (SCID i XSCID) u psów i koni.
Objawy i okoliczności wskazujące na występowanie niedoboru immunologicznego
Laboratoryjne metody diagnostyczne służące ustaleniu występowania pierwotnych niedoborów immunologicznych u zwierząt
Korzystne i niekorzystne skutki podjęcia leczenia pierwotnych niedoborów odpornościowych u zwierząt
Immunizacja
Czynniki decydujące o powstaniu odporności sztucznej nabytej
Znaczenie miejsca depozycji antygenu w skuteczności i jakości protektywnej odpowiedzi immunologicznej.
Drogi podania szczepionek
Warunki odpowiedzi na antygen szczepionkowy ( dawka, czas, miejsce immunizacji)
Szczepionki doustne ( cechy szczepionki doustnej, wady i zalety szczepień doustnych
Cechy „ idealnej szczepionki”
Przyczyny niepowodzenia szczepięń
Antygeny używane w szczepionkach.
Poszukiwanie szczepionek nowej generacji
Adiuwanty ( rola w procesie immunizacji, przykłady adiuwantów)
Adiuwanty stosowane w szczepionkach
Wskazania i przeciwwskazania do immunizacji czynnej
Odporność stada (Herd immunity ) i odporność osobnika
Związek pomiędzy różnorodnością genów MHC i odpornością osobników szczepionych Szczepienia powszechne jako metoda zwalczania chorób zakaźnych w populacji na przykładzie szczepień przeciwko ospie prawdziwej
Rodzaje szczepionek : szczepionki żywe i zabite, atenuacja drobnoustrojów, szczepionki podjednostkowe, szczepionki DNA, szczepionki doustne i szczepionki jadalne
Niekorzystne skutki szczepień
Immunologia reprodukcji
Oś jelito – gruczoł mlekowy w zapewnianiu odporności noworodka
Mechanizmy ułatwiające uzyskanie i/lub wywołujące stan tolerancji limfocytów wobec antygenów ojcowskich (cechy komórek trofoblastu w obszarze kontaktu matka- płód, rola progesteronu, cytokiny promujące rozwój ciąży w okresie postimplantacyjnym.
Nieklasyczne antygeny zgodności tkankowej u człowieka i ich rola w tolerancji immunologicznej płodu
Cytometria
Immunofluorescencja bezpośrednia i pośrednia (barwniki fluorescencyjne)
Ocena markerów powierzchniowych komórek – fenotypizacja.
Cytometria – zastosowanie.
Ogólna budowa i zasada działania cytometru ( układ transportu cieczy –ogniskowanie hydrodynamiczne, układ optyczny, układ elektroniki, archiwizacja i graficzna analiza danych).
Możliwości zastosowania w badaniach naukowych.
Możliwości zastosowania w klinice.
Sortery komórkowe - zastosowanie
Wrocław,11.05.2009r.
Prof. dr hab. Wojciech Nowacki