Immunologia notatki z wykładów

Immunologia – notatki z wykładów, Gołąb

2. Narządy limfatyczne…………………………………………………………………………………………………………………….1
3. Przeciwciała…………………………………………………………………………………………………………………………………5
4. Receptory Limfocytów T wiążące antygen………………………………………………………………………………….10
5. Główny układ zgodności tkankowej……………………………………………………………………………………………12
6. Układ dopełniacza……………………………………………………………………………………………………………………….15
7. Mechanizmy rozpoznawania drobnoustrojów……………………………………………………………………………21
8. Fagocytoza i mechanizmy cytotoksyczności komórek żernych…………………………………………………..26
9. Cytokiny………………………………………………………………………………………………………………………………………30
10. Dojrzewanie limfocytów……………………………………………………………………………………………………………38
11. Populacje i subpopulacje limfocytów………………………………………………………………………………………..42
12. Krążenie limfocytów…………………………………………………………………………………………………………………..47
13. Prezentacja antygenów limfocytom T……………………………………………………………………………………….50
14. Aktywacja limfocytów………………………………………………………………………………………………………………..53
15. Mechanizmy cytotoksyczności limfocytów……………………………………………………………………………....57
19. Immunologia rozrodu………………………………………………………………………………………………………………..59
22. Nadwrażliwość…………………………………………………………………………………………………………………………..61
23. Zjawiska autoimmunizacyjne…………………………………………………………………………………………………….69
26. Immunologia transplantacyjna………………………………………………………………………………………………….72

2. Narządy limfatyczne

Centralne narządy limfatyczne – zasadnicza rola w dojrzewaniu limfocytów

Grasica

Budowa ogólna

w pełni rozwinięta w momencie urodzenia, potem konsekwentna inwolucja

otoczona torebką łącznotkankową

składa się z dwóch płatów, każdy z nich z wielu płacików

w płacikach można wyróżnić część korową i część rdzenną

tylko części korowe płacików oddzielone są od siebie przegrodami łącznotkankowymi, części rdzenne łączą się ze sobą

w części rdzennej widoczne owalne twory zbudowane z koncentrycznie ułożonych komórek nabłonkowych – ciałka Hassala,
część obwodową ciałka grasiczego zajmują spłaszczone komórki zachodzące na siebie dachówkowato

w skład zrębu grasicy wchodzi torebka i przegrody łącznotkankowe oraz komórki z długimi wypustkami tworzące w miąższu
grasicy sieć, można wśród nich wyróżnić: kom.nabłonkowe endodermalne i ektodermalne, makrofagi, fibroblasy, komórki
dendrytyczne

komórki nabłonkowe i makrofagi występują zarówno w korze jak i w rdzeniu

komórki dendrytyczne występują tylko w rdzeniu oraz na granicy rdzenia i kory

wśród komórek nabłonkowych można wyróżnić:

podtorebkowe i okołonaczyniowe

korowe

rdzeniowe

komórki obecne w ciałkach grasiczych

grasica – narząd limfonabłonkowy

na komórkach zrębu grasicy występują w dużym stężeniu cz.głównego układu zgodności tkankowej – znaczenie w
czynnościowym dojrzewaniu LimT

w okach sieci utworzonych przez komórki zrębu leżą limfocyty grasicze (tymocyty), gęsto w cz.korowej i luźno w rdzennej

niektóre komórki nabłonkowe tak ściśle otaczają swymi wypustkami limfocyty, że zostały nazwane komórkami
opiekuńczymi, występują one głównie w zewnętrznej warstwie korowej (intensywna proliferacja tymocytów)

niektóre makrofagi kory zawierają sfagocytowane tymocyty na różnych etapach dezintegracji, makrofagi te określa się jako
makrofagi z barwliwymi ciałkami

prekursory tymocytów dostają się do grasicy w życiu płodowym najpierw z wątroby a następnie ze szpiku (centrum
krwiotworzenia), dostarcza je również, chociaż w mniejszym stopniu, i po urodzeniu

w grasicy proliferacja tymocytów i różnicowanie w LimT (olbrzymia część ginie – apoptoza)

tymocyty proliferują w zewnętrznej części korowej i różnicują się przesuwając się w kierunku wewnętrznej części korowej,
następnie przedostają się do żyłek pozawłosowatych i opuszczają grasicę, później zasiedlają obszary grasiczozależne
narządów limfatycznych a część z nich krąży w ustroju (rola - chemokiny i cz.adhezyjne)

Bariera krew-grasica

w przeciwieństwie do obwodowych narządów limfatycznych grasica utrudnia kontakt limfocytów z antygenami które dostały
się do krwi lub limfy

naczynia krwionośne wnikają od strony torebki a następnie kierują się w głąb narządu wraz z przegrodami
łącznotkankowymi

na granicy kory i rdzenia tworzą gęstą sieć naczyń włosowatych, które w obrębie rdzenia przechodzą w żyłki pozawłosowate

naczynia włosowate w korze grasicy otoczone są przestrzenią okołonaczyniową i otoczką z komórek nabłonkowych

w przestrzeni tej mogą się znajdować makrofagi

zarówno przestrzeń okołonaczyniowa jak i otoczka utrudniają kontakt obcych antygenów z dojrzewającymi w korze LimT

Hormony grasicy i wpływ hormonów na grasicę

hormony grasicy: tymozyna, grasiczy czynnik humoralny, tymopoetyna, tymulina

w grasicy wytwarzane są również inne czynniki:

interleukiny od Il-1 do Il-12 oraz Il-15

czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów - G-CSF

czynnik stymulujący tworzenie kolonii makrofagów - M-CSF

czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów i makrofagów - GM-CSF

czynnik martwicy nowotworu - TNF

transformujący czynnik wzrostu β - TGF-β

czynnik komórek macierzystych - SCF

ligand Flt3 - Flt3L

czynnik hamujący białaczkę – Lif

chemokiny

hormon wzrostu i hormon tyreotropowy stymulują wzrost grasicy

większość hormonów steroidowych indukuje jej inwolucję (zwiększenie stężenia hormonów płciowych – inwolucja grasicy)

inwolucja następcza grasicy, u dzieci w następstwie chorób i stresów – nadmierne wydzielanie hormonów kory nadnerczy

Inwolucja grasicy

w momencie urodzenia człowieka liczba i zestaw LimT właściwie ustalone – tymektomia w pierwszych miesiącach nie
wywołuje niedoboru odporności

grasica z wiekiem ulega stopniowej ale nie całkowitej inwolucji, sam narząd nie zmniejsza się, ale zmniejszają się obszary
limfoepitelialne (zastępowane przez tkankę tłuszczową, łączną i przestrzenie okołonaczyniowe)

Szpik kostny

oprócz funkcji krwiotwórczych, obejmujących wytwarzanie erytrocytów, granulocytów, monocytów i płytek krwi, spełnia też
u ssaków rolę centralnego narządu limfatycznego – powstają w nim LimB

prekursory LimB otoczone pierwotnie przez wypustki komórki zrębowej, wędrują następnie do światła naczynia zatokowego

ze szpiku przechodzą do krwi gdzie stanowią ok. 13% wszystkich limfocytów

komórki limfatyczne, powstające z LimB w trakcie odpowiedzi immunologicznej, osiadają z powrotem w szpiku

w efekcie większość przeciwciał obecnych we krwi jest syntetyzowana właśnie w szpiku

Obwodowe narządy limfatyczne

Grudki limfatyczne nieotorbione

grudki chłonne występują pojedynczo lub w grupach w tkance łącznej wiotkiej, jako grudki limfatyczne nieotorbione, a także
stanowią istotny element narządów limfatycznych otorbionych, takich jak węzły limfatyczne i śledziona

grudki limfatyczne nieotorbione występują najczęściej w ścianie przewodu pokarmowego, dróg oddechowych i narządów
moczowo-płciowych

mogą występować samotnie lub w skupiskach tworząc migdałki lub tak zwane grudki limfatyczne skupione (kępki Peyera) w
skupiskach występują również w ścianie wyrostka robaczkowego, w miejscach tych leżą w bezpośrednim sąsiedztwie
nabłonka

uczestniczą w wytwarzaniu limfocytów i stanowią jeden z elementów obrony przed inwazją drobnoustrojów znajdujących się
pod nabłonkiem tkanek

po pobudzeniu antygenem, np. bakteryjnym, w środku grudki pojawia się owalne przejaśnienie zwane ośrodkiem lub
centrum rozmnażania (strefa jasna – centrocyty i strefa ciemna – centroblasty), które kontrastuje z ciemnym obwodem
zwanym płaszczem lub pasmem zagęszczania

w przebiegu przewlekłych reakcji zapalnych dochodzi czasem do powstawania ośrodków rozmnażania w narządach
nielimfatycznych

plamki mleczne – skupiska limfocytów i makrofagów w błonie surowiczej pokrywającej jamę otrzewnej i opłunej,
szczególnie dobrze widoczne w sieci wielkiej, obecne u dzieci, zanikają u ludzi dorosłych, u których mogą się
pojawiać ponownie w trakcie zakażeń w obrębie jamy otrzewnej

migdałki – grudki limfatyczne ułożone pojedynczo lub w skupiskach tuż pod nabłonkiem w miejscu krzyżowania się
górnego odcinka dróg oddechowych z przewodem pokarmowym, migdałki pokryte są nabłonkiem
wielowarstwowym płaskim, niektóre wielorzędowym walcowatym, nabłonek wnika w głąb tkanki tworząc krypty,
wyróżniamy migdałki: językowy, podniebienne, trąbkowe, gardłowy, a także nagłośniowy i krtaniowy, w obrębie
nabłonka pokrywającego, szczególnie w kryptach, obserwuje się liczne limfocyty, w grudkach limfatycznych
obserwuje się często ośrodki rozmnażania i plazmocyty

tkanka limfatyczna związana ze ścianą jelit – w ścianie jelit występują zarówno samotne limfocyty (blaszka
właściwa błony śluzowej, śródnabłonkowo) jak i grudki, leżące samotnie lub w skupieniu, tkanka limfatyczna
związana ze ścianą jelit stanowi największe nagromadzenie limfocytów w organizmie:

grudki limfatyczne samotne – rozrzucone wzdłuż całego jelita, szczególnie w końcowym odcinku jelita
cienkiego, leżą w blaszce właściwej błony śluzowej, większe grudki sięgają przez blaszkę mięśniową błony
śluzowej do błony podśluzowej

grudki limfatyczne skupione – zwane również kępkami Peyera, występują głównie w jelicie krętym, w
grudkach tych znajdują się żyłki pozawłosowate wysłane wysokim śródbłonkiem (HEV), są one miejscem
wychodzenia limfocytów krążących we krwi do grudek

grudki limfatyczne wyrostka robaczkowego – w blaszce właściwej błony śluzowej wyrostka, gęsto ułożone,
sięgają głęboko do błony podśluzowej, powodują znaczne pogrubienie ściany wyrostka, mogą być w nich
widoczne ośrodki rozmnażania

Węzły limfatyczne

narządy leżące na przebiegu naczyń limfatycznych, które uchodzą do węzła a następnie go opuszczają

można je przyrównać do filtrów leżących na drodze limfy płynącej następnie do większych naczyń limfatycznych, przewodu
piersiowego i do krwi

do zasadniczych czynności należą:

filtracja limfy i zatrzymywanie zawartych w niej antygenów (wolnych i obecnych na komórkach dendrytycznych), a
także drobnoustrojów, komórek nowotworowych i drobnych cząstek stałych

wytwarzanie aktywowanych limfocytów T i B

węzeł limfatyczny otoczony jest torebką łącznotkankową, tuż pod nią znajduje się zatoka brzeżna, do której od strony
wypukłej węzła wpływa limfa kilkoma naczyniami limfatycznymi doprowadzającymi

od strony wnęki odchodzą natomiast mniej liczne, ale za to szersze naczynia limfatyczne odprowadzające

obydwa typy naczyń zaopatrzone są w zastawki – jednokierunkowy przepływ limfy

w węźle można wyróżnić część korową i część rdzenną leżącą wewnątrz węzła bliżej jego wnęki

od torebki węzła w jego części wypukłej odchodzą w głąb węzła beleczki łącznotkankowe, w części korowej mają one
regularny charakter i przypominają szprychy koła lub promienie (beleczki kory, beleczki promieniste), przedłużeniem ich w
kierunku wnęki są beleczki rdzenne

beleczki promieniste dzielą część korową na obszary zwane niszami lub komorami

z leżącej pod torebką zatoki brzeżnej limfa płynie biegnącymi wzdłuż beleczek zatokami promienistymi, a dalej zatokami
rdzennymi, aby we wnęce węzła wpłynąć następnie do naczyń odprowadzających

tkanka limfatyczna wypełniająca nisze ograniczona jest ostro od strony torebki węzła przez zatokę brzeżną, a od strony
beleczek promienistych przez zatoki promieniste, w głąb węzła wnika jej przedłużenie zwane pasmem zagęszczania

pasy zagęszczania przechodzą w rdzeniu w nieregularne i rozgałęziające się sznury rdzenne

miąższ węzła odgraniczony jest od zatok brzeżnych oraz od zatok promienistych ściśle do siebie przylegającymi
fibroblastami, które tworzą selektywną barierę, nieprzepuszczalną dla większych cząstek

przez barierę tę przeciskają się komórki dendrytyczne oraz limfocyty docierające do węzła wraz z limfą (większość
limfocytów wnika do węzła drogą krwi poprzez żyłki z wysokim śródbłonkiem)

małe cząsteczki (np. chemokiny) docierające do węzła wraz z chłonką wnikają do miąższu przez specjalne przewodziki,
utworzone przez wypustki fibroblastycznych komórek siateczkowych

wypustki te otaczają pęczki włókien kolagenowych i transportują wpływające do węzła chemokiny do powierzchni
podstawnej żyłek z wysokim śródbłonkiem, tą samą drogą do węzła transportowane są kompleksy immunologiczne i
rozpuszczalne antygeny, wychwytywane w miąższu węzła przez komórki dendrytyczne

Zrąb węzła

rusztowaniem jest torebka łącznotkankowa i odchodzące od niej beleczki promieniste i rdzenne

na tym rusztowaniu opiera się sieć utworzona z włókien (głównie siateczkowych) i komórek łączących się swym wypustkami,
w okach tej sieci leżą limfocyty (sieć widoczna nawet w świetle zatok)

Kora węzła

można wyróżnić dwa obszary, pierwszy obejmuje korę zewnętrzną a drugi korę pośrednią i głęboką

kora pośrednia i głęboka tworzą strefę przykorową i stanowią tak zwany obszar grasiczozależny węzła, limfocyty rzadko
ułożone w porównaniu do kory zewnętrznej

w korze zewnętrznej znajdują się nisze, otoczone od strony torebki przez zatokę brzeżną, po bokach przez zatoki
promieniste i beleczki łącznotkankowe

nisze te wypełnione są przez tkankę limfatyczną w kształcie piramid z gęsto ułożonymi limfocytami

w okresie gdy dany węzeł uczestniczy w odpowiedzi immunologicznej w niszach pojawiają się grudki limfatyczne zawierające
ośrodki rozmnażania

grudki limfatyczne węzła – podobne do grudek limfatycznych nieotorbionych, w środku pobudzonej grudki można
zauważyć ośrodek rozmnażania, w grudce następujące strefy: strefa ciemna (intensywnie proliferujące LimB –
centroblasty), strefa jasna (centrocyty, LimT, komórki dendrytyczne grudek), płaszcz grudki zwany pasmem
zagęszczania, ponadto makrofagi z barwliwymi ciałkami (fagocytoza LimB ulegających apoptozie), ze względu na
przewagę LimB niektórzy zaliczają grudki do stref grasiczoniezależnych, w ośrodkach rozmnażania powstają
komórki plazmatyczne oraz LimB pamięci, ośrodki rozmnażania pojawiają się w kilka dni po stymulacji antygenem,
a przy braku dalszego napływu antygenu zanikają po około trzech tygodniach, węzeł limfatyczny biorący udział w
odpowiedzi immunologicznej ulega znacznemu powiększeniu

Strefa grasiczozależna węzła

strefa przykorowa obejmująca korę pośrednią i głęboką, bogata w LimT

znajdujące się tutaj żyłki pozawłosowate wysłane są charakterystycznymi wysokimi komórkami śródbłonka, uczestniczą one
w krążeniu limfocytów

Rdzeń węzła

w rdzeniu widoczne: beleczki rdzenne, zatoki rdzenne i sznury rdzenne

beleczki rdzenne są przedłużeniem bardzo regularnie biegnących beleczek promienistych kory, łączą się ze zbitą tkanką
łączną wnęki

zatoki rdzenne biegną częściowo wzdłuż beleczek rdzennych, są one przedłużeniem zatok promienistych i odprowadzają
limfę do naczyń limfatycznych odprowadzających

sznury rdzenne są nieregularnymi pasmowatymi skupiskami limfocytów, które są przedłużeniem pasów zagęszczania,
uważane są za miejsca dojrzewania komórek wytwarzających przeciwciała

w węzłach pobudzonych przez antygeny do odpowiedzi immunologicznej obserwuje się w sznurach komórki plazmatyczne

Przepływ limfy przez węzeł i znaczenie

limfa wpływa kilkoma naczyniami limfatycznymi doprowadzającymi, które przebijają torebkę węzła od strony wypukłej i
otwierają się do zatoki brzeżnej, z nich limfa płynie do zatok promienistych (zatok kory), a dalej do labiryntu zatok
rdzennych, które łączą się w okolicy wnęki węzła, tam rozpoczynają się naczynia limfatyczne odprowadzające

przed wpłynięciem do krwioobiegu limfa przechodzi przez co najmniej jeden, a czasem przez kilka węzłów limfatycznych

w świetle zatok widoczne włókna siateczkowe i kolagenowe oraz makrofagi i limfocyty – stanowią one filtr limfy przed
bakteriami i komórkami nowotworowymi, często nowotwory przerzutują się do węzłów i w nich proliferują

Śledziona

największy narząd limfatyczny

zarówno nieotorbione grudki limfatyczne jak również węzły limfatyczne i śledziona są narządami w których limfocyty
aktywowane są przez antygeny i różnicują się w komórki efektorowe

grudki limfatyczne nieotorbione pobudzane są przez antygeny obecne w płynach tkankowych, a węzły limfatyczne przez
antygeny, które przedostały się do limfy

śledzionę pobudzają nie tylko antygeny, które dostały się do krwi, ale także te, które w dużych ilościach dotarły do limfy i
nie będąc całkowicie zatrzymane w węzłach limfatycznych przedostały się do naczyń limfatycznych odprowadzających a
potem do krwi (śledziona na przebiegu naczyń krwionośnych i nie uchodzą do niej naczynia limfatyczne doprowadzające)

określamy ją jako narząd krwiolimfatyczny

w śledzionie tylko naczynia limfatyczne odprowadzające, obecne tylko w torebce i beleczkach, nieliczne

Budowa ogólna

otoczona jest torebką łącznotkankową, w głąb narządu odchodzą od niej beleczki łącznotkankowe

przestrzeń między torebką i beleczkami wypełnia miąższ śledziony zwany miazgą (miąższ stosunkowo kruchy)

na przekroju można wyróżnić jasnoszare wysepki otoczone obszarami zabarwionymi na czerwono (dużo erytrocytów)

z tego powodu istnieje podział na miazgę białą i czerwoną

Zrąb śledziony

torebka i odchodzące od niej beleczki łącznotkankowe zbudowane z tkanki łącznej włóknistej, zawierają naczynia i nerwy

na tym rusztowaniu zawieszony zrąb zbudowany z gęstej sieci włókien siateczkowych połączonych z włóknami
kolagenowymi torebki i beleczek oraz z komórkami zrębu mającymi rozgałęzione wypustki

wśród komórek zrębu makrofagi i komórki dendrytyczne

w okach sieci, w miazdze białej, występują gęsto ułożone limfocyty

w miazdze czerwonej natomiast w sieci tej biegną naczynia włosowate typu zatokowego, wypełnione krwią, z między nimi
widoczne są również krwinki

Unaczynienie śledziony

odgałęzienia tętnicy śledzionowej wnikają do śledziony w jej wnęce a następnie biegną w beleczkach śledziony dalej się
rozgałęziając

po osiągnięciu średnicy 0,2 mm tętnice opuszczają beleczki

tętnice pozabeleczkowe otoczone są pochewką utworzoną z gęsto ułożonych limfocytów utrzymywanych wokół tętnic przez
sieć włókien siateczkowych

do pochewek limfatycznych przylegają w wielu miejscach grudki limfatyczne

do grudek odchodzą odgałęzienia zwane tętnicami środkowymi, unaczyniają one grudki swoimi włośniczkami i opuszczją
grudkę przechodząc do miazgi czerwonej i dzieląc się na kilka rozgałęzień (tętniczki pędzelkowate)

każda z nich (tętnicza pędzelkowata) dzieli się na 2 do 3 tętniczek, z których większość otoczona jest następnie przez
osłonkę (okołotętniczkową pochewkę limfatyczną) zwaną również pochewką Schweiggera-Seidela

po wyjście z osłonki tętniczka przechodzi w naczynia włosowate, krew z włośniczek wpływa do zatok śledzionowych i żył

zatoki tworzą między sobą liczne połączenia

ściany utworzone przez wydłużone i wąskie komórki śródbłonka zwane pręcikowymi, niezbyt ściśle do siebie przylegają

zatoki otoczone pierścieniami włókien siateczkowatych

z zatok krew do żył miazgowych a z nich do żył beleczkowych, żyły beleczkowe łączą się w żyły śledzionowe i w jej wnęce
uchodzą do żyły wrotnej

Miazga biała

w skład wchodzą pochewki limfatyczne wokół tętnic pozabeleczkowych i łączące się z nimi grudki limfatyczne

pochewki i grudki otacza obszar (strefa brzeżna) w którym limfocytów jest więcej niż w miazdze czerwonej, ale nie są one
tak gęsto ułożone jak w miazdze białej, erytrocytów natomiast jest znacznie mniej niż w miazdze czerwonej

specjalna populacja makrofagów i LimB strefy brzeżnej odgrywa ważna rolę w szybkiej odpowiedzi przeciw
mikroorganizmom, które przedostały się do krwi

do komórek zrębowych należą makrofagi i komórki dendrytyczne

pochewki wokół tętnic pozabeleczkowych zawierają głównie LimT i dlatego zalicza się je do obszarów grasiczozależnych

prekursory limfocytów miazgi białej napływają do śledziony z grasicy (LimT) lub bezpośrednio ze szpiku (LimB)

Miazga czerwona

zatoki żylne i wypełniająca przestrzenie między nimi miazga czerwona właściwa

zarówno zatoki jak i miazga zawierają wszystkie elementy morfotyczne krwi (erytrocyty i krwinki jądrzaste)

dużo makrofagów w miazdze, leżą one w bezpośrednim sąsiedztwie naczyń zatokowych i wypustkami swoimi sięgają światła
zatok (w ich cytoplazmie często sfagocytowane erytrocyty – ziarna zawierające żelazo – usuwanie erytrocytów z krwi)

Czynność śledziony

wytwarzanie limfocytów przez całe życie a innych krwinek w życiu płodowym

udział w odpowiedzi immunologicznej (szczególnie typu humoralnego, pobudzone LimB przechodzą do miazgi czerwonej i
wydzielają liczne immunoglobuliny), szczególnie przeciwbakteryjnej

fagocytoza i niszczenie zużytych erytrocytów, krwinek białych i trombocytów

współudział w wytwarzaniu bilirubiny

magazynowanie krwi, magazynowana krew w wyniku obkurczenia śledziony może przemieszczać się na obwód

Naczynia limfatyczne

włosowate naczynia limfatyczne różnią się od włosowatych naczyń krwionośnych brakiem dobrze rozwiniętej błony
podstawnej oraz tym, że zaczynają się ślepo w tkance łącznej

płyn tkankowy zawierający białka i inne cząsteczki wnika bezpośrednio do naczyń limfatycznych włosowatych przez
szczelinowate otwory między komórkami śródbłonka

dopiero większe naczynia limfatyczne mają budową trójwarstwową, charakterystyczną dla naczyń krwionośnych

naczynia limfatyczne mają liczne zastawki i odprowadzają limfę do układu żylnego

3. Przeciwciała

Ogólna charakterystyka przeciwciał

Budowa i właściwości

- występują w płynach ustrojowych wszystkich kręgowców
- cząsteczka immunoglobuliny jest zbudowana z 4 łańcuchów polipeptydowych: 2 lekkich L i 2 ciężkich H połączonych wiązaniami
dwusiarczkowymi
- w zależności od różnic w budowie łańcuchów ciężkich: µ, α, γ, δ, ε wyróżniamy 5 klas przeciwciał: IgM, IgA, IgG, IgD, IgE
- łańcuchy lekkie mogą występować w dwóch wariantach: κ i λ
- drobne różnice w budowie łańcuchów ciężkich tej samej klasy są podstawą rozróżniania podklas, np.: IgG1, IgG2, IgG3, IgG4
- w analogicznych odmianach występują łańcuchy lekkie λ
- oprócz immunoglobulin składających się z 4 łańcuchów (forma monomeryczna) są również formy polimeryczne
- IgA występują w surowicy jako monomer, w wydzielinach śluzowo-surowiczych natomiast jako dimer
- IgM występują w formie pentameru
- formy polimeryczne mają dodatkowy łańcuch łączący J
- w łańcuchach ciężkich i lekkich przeciwciała można wyróżnić części zmienne V leżące w odcinku N-końcowym oraz części stałe C
obejmujące odcinek C-końcowy
- w wyniku trawienia papainą cząsteczka przeciwciała rozpada się na dwa identyczne fragmenty Fab (miejsca wiążące antygen) i
fragment Fc
- fragment przeciwciała wiążący antygen nazywamy paratopem, jest on przestrzennie dopasowany do determinanty antygenowej
czyli epitopu
- w pobliżu miejsca wrażliwego n trawienie papainą znajduje się tak zwany region zawiasowy, umożliwia on ustawienie się
fragmentów Fab pod odpowiednim kątem względem siebie i fragmentu Fc
- w regionie zawiasowym znajdują się wiązania dwusiarczkowe łączące obydwa łańcuchy ciężkie
- w IgM, IgA, IgD występują dodatkowo odcinki ogonowe (w IgM i IgA uczestniczą one w tworzeniu form polimerycznych)
- w następstwie hydrolizy IgG pepsyną powstaje fragment F(ab’)

i fragment Fc’

- swoistość przeciwciał wynika bezpośrednio z konfiguracji przestrzennej części zmiennych łańcuchów ciężkich i lekkich zależnej od
kolejności aminokwasów w tych częściach łańcuchów
- części zmienne fragmentu Fab są różne dla przeciwciał wiążących różne epitopy, części stałe są identyczne dla wszystkich
przeciwciał danej klasy, ewentualnie podklasy
- część krążących przeciwciał to przeciwciała wielospecyficzne (polireaktywne) wiążące więcej niż jeden antgen, są one wytwarzane
prze LimB1
- część zmienna każdego z łańcuchów składa się z 3 regionów hiperzmiennych i przylegających do nich 4 regionów zrębowych FR 1,
2, 3, 4
- przeciwciała różnej swoistości różnią się sekwencją aminokwasów głównie w regionach hiperzmiennych, determinują one swoistość
przeciwciał, to właśnie one tworzą miejsca wiążące antygen, określa się je więc jako regiony determinujące dopasowanie CDR 1, 2, 3
- dzięki liniowej powtarzającej się sekwencji aminokwasów zarówno łańcuchy lekkie jak i ciężkie zawierają tak zwane jednostki
homologiczne lub domeny, w obrębie których znajdują się pętle zamknięte mostkami dwusiarczkowymi
- części zmienne łańcuchów lekkich i ciężkich i części stałe łańcuchów lekkich zawierają tylko po jednej domenie
- części stałe łańcuchów ciężkich w IgA, IgG, IgD zawierają po trzy domeny, a w IgM i IgE po cztery domeny (zamiast regionu
zawiasowego znajduje się dodatkowa domena)
- oprócz immunoglobulin wolnych (krążących) LimB produkują też przeciwciała związane fragmentem C-końcowym z ich błoną,
stanowią one receptor BCR
- wszystkie immunoglobuliny posiadają jeszcze przyłączone łańcuchy cukrowe
- immunoglobuliny posiadają trzy rodzaje markerów antygenowych pozwalających na ich identyfikację, są to markery:

izotypowe – (uwarunkowane przez pewne różnice w budowie łańcuchów lekkich i ciężkich) umożliwiają podział na klasy i
typy, zdrowi osobnicy mają zazwyczaj wszystkie odmiany izotypowe

allotypowe – (zależne od obecności w łańcuchach ciężkich i lekkich różnych aminokwasów w określonej pozycji łańcucha
polipeptydowego) u różnych osobników danego gatunku można wykryć różne odmiany allotypowe, geny kodujące
immunoglobuliny są bowiem genami poliallelicznymi

idiotypowe – (różnice w budowie części zmiennych łańcuchów polipeptydowych) przeciwciała o tej samej swoistości mają te
same markery idiotypowe

- przeciwciała mają następujące właściwości:

wiążąc antygeny na powierzchni niektórych komórek bądź na powierzchni niektórych organizmów mogą indukować ich
niszczenie przez: aktywację dopełniacza, indukcję immunofagocytozy, indukcję cytotoksyczności komórkowej zależnej od
przeciwciał

wiążąc antygen na powierzchni mikroorganizmów mogą blokować ich wnikanie np. przez nabłonek jelit

wiążąc toksyny mogą blokować ich działanie

wiążąc antygeny na cząsteczkach lub komórkach mogą indukować zlepianie się (aglutynację)

niektóre przeciwciała (abzymy) mogą spełniać rolę enzymów w stosunku do wiązanych przez siebie antygenów

wydzielnicze IgA mogą interferować z formowaniem się wirusów już podczas przechodzenia (transcytozy) do światła jelita
przez zakażone enterocyty

IgG mogą natomiast neutralizować toksynę (listeriolizynę O) w komórkach zakażonych przez Listeria monocytogenes

Klasy immunoglobulin

IgM

- syntetyzowane w początkowej fazie odpowiedzi immunologicznej, również pierwsze syntetyzowane w rozwoju osobniczym

- uwalniane najpierw w trakcie pierwotnej odpowiedzi immunologicznej, ich powinowactwo na ogół małe (uwalnianie jeszcze

przed dojrzewaniem powinowacwa)

- mając aż 10 fragmentów Fab łączą się z antygenem zawierającym wiele epitopów z dużą zachłannością (awidnością)

- wolna IgM jest pentamerem w kształcie płatka śniegu, jeżeli zwiąże się z antygenem mającym wiele identycznych liniowo

położonych epitopów jej kształt jest porównywany do kraba, takie przemieszczenie się monomerów w obrębie pentameru IgM
eksponuje fragmenty Fc i sprzyja aktywacji dopełniacza (powstające niekiedy haksamery, szczególnie w odpowiedzi na LPS o wiele
skuteczniej aktywują dopełniacz), wiązaniu receptorów FcR na komórkach żernych oraz fagocytozie

IgA

- wytwarzane w największej ilości

- w surowicy IgA mniej niż IgG, ale większość IgA wytwarzana miejscowo i do płynów śluzowo-surowiczych

- Wydzielnicze IgA stanowią główny element obrony błon surowiczych i śluzowych przed inwazją mikroorganizmów

- w wydzielinach takich jak pot, łzy, wydzieliny gruczołów przewodu pokarmowego, dróg oddechowych i moczowych IgA

występuje w formie dimerów związanych dodatkowo z fragmentem wydzielniczym (wydzielnicze IgA, S-IgA)

- istnieją dwie podklasy IgA1 (dominuje w surowicy, w błonach po równo) i IgA2

- IgA1 ma wydłużony region zawiasowy, w IgA2 region ten jest znacznie krótszy (oporność na proteazy – jelito)

- w większości z nich łańcuchy lekkie związane są wiązaniem dwusiarczkowym ze sobą, nie z łańcuchami ciężkimi, fragmenty

Fab są więc bardzo do siebie zbliżone, ich ruchliwość ograniczona

IgG

- u człowieka cztery podklasy

- wszystkie zawierają region zawiasowy, w IgG3 jest ona bardzo wydłużony i aż 11 wiązań dwusiarczkowych łączy łańcuchy

ciężkie

- IgG1, IgG2, IgG4 łączą się fragmentem Fc z białkiem A Staphylococcus aureus, wszystkie IgG łączą się tym fragmentem z

białkiem G Streptococcus

- wiele komórek ma receptory dla fragmentu Fc IgG (FcγR), spełniają one wiele różnych funkcji

- dzięki tym receptorom komórki K są zdolne do zabicia komórek opłaszczonych prze IgG w wyniku reakcji cytotoksyczności

komórkowej zależnej od przeciwciał ADCC

- komórki żerne dzięki obecności na nich receptorów FcγR energiczniej fagocytują komórki i cząsteczki opłaszczone w

mechanizmie zwanym immunofagocytozą

- szczególnie ważne w walce z mikroorganizmami które wtargnęły do naszych ciałek, stężenie w surowicy najwyższe

- IgG (z wyjątkiem IgG4) i IgM aktywują dopełniacz drogą klasyczną

IgD

- występują dość licznie razem z IgM na powierzchni LimB, które nie zetknęły się jeszcze z antygenem, jako ich BCR

- funkcja niejasna

IgE

- nie zawierają regionu zawiasowego

- wiążą się z odpowiednimi receptorami FcεR na powierzchni komórek tucznych, wywołując po przyłączeniu antygenu

degranulację

- uczestniczą w obronie przeciw pasożytom oraz w nadwrażliwości typu I (alergie)

Przeciwciała matczyne przechodzące do płodu przez łożysko

- u człowieka do płodu transportowane są czynnie przez łożysko tylko przeciwciała matczyne klasy IgG (wszystkie podklasy)
- w procesie tym uczestniczą tak zwane noworodkowe receptory dla fragmentu Fc IgG (FcRn) obecne na komórkach trofoblastu
- tym nabytym biernie immunoglobulinom noworodek zawdzięcza odporność przeciwzakaźną
- dzięki transportowi czynnemu IgG mogą osiągać u płodu nawet nieco wyższe stężenie niż u matki
- w okresie płodowym zaczynają się pojawiać przeciwciała IgM, a wytwarzanie IgG zaczyna się dopiero po urodzeniu
- podczas gdy stężenie IgG matczynych stopniowo spada, aby zaniknąć około dziewiątego miesiąca, rośnie stężenie IgG
noworodkowych i niemowlęcych, które osiągają po 12 miesiącach stężenie równe 60% stężenia u dorosłych
- wcześniaki mają zmniejszoną odporność przeciwzakaźną, gdyż skrócone jest u nich dostarczanie matczynych IgG
- niektóre szczepienia wykonane zaraz po urodzeniu nie prowadzą do trwałej odporności, gdyż są wtedy jeszcze obecne IgG
matczyne
- matka przekazuje również dziecku wydzielnicze IgA (przez mleko)

Wartościowość, powinowactwo, awidność

Wartościowość – liczba determinant antygenowych, które może związać cząsteczka przeciwciała
- IgG, IgD, IgE mające po dwa miejsca wiążące antygen są 2-wartościowe
- IgA są 2- lub 4-wartościowe (monomer czy dimer)
- IgM są 10-wartościowe
- określony antygen łączy się z miejscem wiążącym przeciwciała z tym większą siłą, im bardziej antygen i miejsce wiążące są do
siebie ściślej dopasowane, w wiązaniu tym biorą udział:

siły elektrostatyczne

wiązania wodorowe

oddziaływania hydrofobowe

siły Van der Waalsa

Powinowactwo – siła wiązania pojedynczej determinanty antygenowej przez miejsce wiążące antygen przeciwciała
- nawet przeciwciała mające tę samą swoistość wiązania antygenu (wiążą ten sam) mogą się różnić ścisłością dopasowania się ich
miejsc wiążących do antygenu, czyli powinowactwem

Awidność (zachłanność) – siła wiązania wielowartościowego antygenu przez przeciwciała, zależąca od stopnia powinowactwa
poszczególnych miejsc wiążących w stosunku do odpowiednich determinant, nie będąca jednak ich prostą sumą

Kompleksy immunologiczne

- kompleksy antygen-przeciwciało mogą dodatkowo aktywować i wiązać składniki dopełniacza
- jeżeli antygen i przeciwciało o dużym powinowactwie znajdą się w roztworze w odpowiednich proporcjach, to dochodzi do
maksymalnego związania obydwu składników – w roztworze nie stwierdza się wtedy wolnego antygenu ani wolnych przeciwciał
- najprostsze kompleksy gdy cząsteczka antygenu zawiera jeden epitop, takie kompleksy składają się wtedy z jednego przeciwciała,
jednego lub dwóch antygenów i nie mają tendencji do wytrącania się (precypitacji) z roztworu
- na ogół antygen zawiera wiele epitopów a ponieważ przeciwciało ma co najmniej dwa miejsca wiążące, nie dziwota więc, że jeżeli
obydwa składniki znajdą się w odpowiednich stężeniach może dojść do wytrącania się dużych kompleksów
- w powstawaniu kompleksów immunologicznych ważną rolę odgrywa dopełniacz, który:

hamuje ich wytrącenie (precypitację)

częściowo rozpuszcza kompleksy już wytrącone

indukuje ich usuwanie przez komórki żerne

- krążące kompleksy mogą się odkładać w ścianach drobnych naczyń skóry, stawów i nerek, a aktywując dopełniacz przyczyniać się
do indukcji stanów zapalnych i uszkodzenia tkanek
w niektórych nowotworach wywodzących się z szeregu rozwojowego LimB przeciwciała lub same ich łańcuchy krążą we krwi,
osadzają się w tkankach i mogą być wydalane z moczem (szpiczak)

Receptory immunoglobulinowe limfocytu B

- przekazywanie sygnału aktywującego do wnętrza limfocytu oraz umożliwienie wchłonięcia przez LimB swoistego antygenu aby po
jego obróbce zaprezentować go LimTh w celu otrzymania pomocy w proliferacji i różnicowaniu
- immunoglobuliny mogą występować na wielu komórkach, ale tylko na limfocytach B są wbudowane w błonę i pełnią funkcję
receptorów BCR wiążących antygen
- w innych przypadkach immunoglobuliny mogą być związane z komórką za pośrednictwem receptorów błonowych dla fragmentu Fc
przeciwciał FcR
- FcR występuje na wielu komórkach i może nadać im pośrednio zdolność wiązania antygenu
- skutki wiązania antygenu przez FcR są jednak inne niż w wypadku wiązania przez BCR
- dojrzewający LimB na etapie tak zwanego pre-B ma receptory immunoglobulinowe składające się z łańcucha ciężkiego µ oraz
dwóch białek, białka te tworzą łańcuch pseudo-L (zastępczy łańcuch lekki)
- w następnym etapie nadal niedojrzały LimB ma już w swej błonie komórkowej receptory immunoglobulinowe IgM i IgD składające
się z łańcuchów ciężkich µ i δ oraz normalnych łańcuchów lekkich, w wyniku aktywacji antygenem limfocyt ten może przystąpić do
uwalniania IgM, chyba że zmieni klasę syntetyzowanych przeciwciał
- z kolei LimB pamięci ma na swej powierzchni immunoglobuliny IgG, IgA lub IgE i w czasie wtórnej odpowiedzi immunologicznej
będzie uwalniać do środowiska przeciwciała odpowiednich klas
- za syntezę receptorów immunoglobulinowych LimB i wolnych przeciwciał odpowiadają różne mRNA, różne mRNA powstają drogą
modyfikacji pierwotnego transkryptu
- receptory immunoglobulinowe danego LimB mają identyczne z wolnymi immunoglobulinami części zmienne (ta sama swoistość),
różnią się natomiast budową części stałych łańcuchów ciężkich
- równoczesna synteza receptorów IgM i wolnych IgM jest wynikiem alternatywnego cięcia i składania pierwotnego transkryptu
obejmującego wszystkie egzony (dla części hydrofobowej odcinka śródbłonowego receptora BCR również)
- receptory immunoglobulinowe są połączone niekowalencyjnie w błonie komórkowej z białkami określanymi symbolem Igα i Igβ,
obydwa białka wykazują pewne podobieństwo do kompleksu CD3 związanego z TCR i podobnie jak CD3 TCR przenoszą w głąb
komórki sygnał aktywujący z receptora immunoglobulinowego, który związał antygen

Powstawanie przeciwciał

- teoria selekcji klonów komórkowych
- zakłada ona możliwość powstania olbrzymiej liczby klonów limfocytów gotowych do swoistej odpowiedzi na wiele różnych
antygenów przed ich wtargnięciem do ustroju
- zgodnie z tą teorią po wtargnięciu antygenu do organizmu dochodzi do selekcji wyszukujących i rozpoznających go limfocytów
określonego klonu

Geny immunoglobulinowe

- część zmienna łańcucha lekkiego jest kodowana przez dwa segmenty genowe: V i J, a łańcucha ciężkiego przez trzy segmenty
genowe: V, D, J
- segmenty te we wszystkich komórkach z wyjątkiem LimB i plazmocytów są oddalone od siebie i od genu C kodującego część stałą –
przedzielone niekodującymi fragmentami DNA

Źródła różnorodności przeciwciał

zmienność kombinacyjna

- podstawy powstawania różnorodności przeciwciał najlepiej prześledzić na przykładzie łańcuchów ciężkich
- w trakcie formowania się ostatecznego genu dla łańcucha ciężkiego w procesie różnicowania się prekursorów LimB człowieka
zbliżają się do siebie następujące segmenty genowe:

jeden spośród stu kilkudziesięciu segmentów V

jeden spośród kilkudziesięciu segmentów D

jeden spośród kilku segmentów J

- najpierw dochodzi do połączenia jednego z segmentów D z jednym z segmentów J a dopiero w następnym etapie powstałej
sekwencji DJ z jednym z segmentów V (V i J nie łączą się bezpośrednio same)
- dzięki temu że istnieje wiele segmentów/wariantów genów V, D, J w genomie, przypadkowe łączenie się ich w drodze rekombinacji
wielokrotnie zwiększa liczbę wariantów części zmiennych
- rekombinacyjne łączenie się segmentów genów przeprowadza enzym rekombinaza
- rekombinacja możliwa przez wypętlenie i delecję nukleotydów między fragmentami kodującymi lub inwersję fragmentów
kodujących

- ważną rolę w rekombinacji segmentów genowych V, D, J w limfocytach B i T odgrywają produkty genów RAG1 i RAG2 o aktywności
endonukleazy, które odpowiadają za pojawienie się nacięć w obydwu niciach DNA i mają właściwości transpozazy, oprócz produktów
genów RAG w rekombinacji uczestniczą też białka uczestniczące w naprawie DNA
- jeżeli chodzi o łańcuchy lekkie to segmentów V jest znacznie mniej, brak jest poza tym segmentu D
- w trakcie rekombinacji genów V i J łańcuchów lekkich rzadko też obserwuje się powstawanie regionów N
- najpierw dochodzi do rekombinacji genów dla łańcucha κ a dopiero gdy to się nie powiedzie dla łańcucha λ

zmienność na złączach

- między V i D oraz D i J
- złącze sygnałowe tworzy się precyzyjnie i prowadzi do powstania kolistego DNA, natomiast w trakcie powstawania złącza
kodującego dochodzi zarówno do usunięcia (delecji) pewnej liczby nukleotydów jak i wstawienia (insercji) nowych nukleotydów
- doczepianie nowych nukleotydów zachodzi bezmatrycowo!, prowadzi do powstania nowych genów, których nie było w zarodkach
- za doczepianie nukleotydów na złączach V/D i D/J odpowiada transferaza nukleotydów terminalnych (TdT)
- nowo powstałe odcinki DNA na złączach nazywam regionami N, składają się one głównie z cytozyny i guaniny
- przeciwciała powstające najwcześniej w rozwoju osobniczym mają ograniczoną różnorodność, nie tylko ze względu na użycie do
rekombinacji ograniczonego repertuaru segmentów V, ale także dlatego, że LimB dojrzewające najwcześniej mają niewielką tylko
zdolność do tworzenia regionów N
- na złączu kodującym obserwuje się czasami zamiast bezładnego dodawania nukleotydów (region N) dołączenie 1 lub 2 nukleotydów
komplementarnych do ostatnich nukleotydów złącza kodującego do którego są dołączane, nazywa się je nukleotydami P (palindrom)
- nukleotydy P dołączane najczęściej do złączy które nie straciły wcześniej żadnych nukleotydów
- dodatkowym źródłem zmienności jest obserwowane niekiedy przyłączanie do złącza kodującego krótkich (5-7 zasad)
oligonukleotydów odciętych w innym miejscu procesu rekombinacji – chwytanie oligonukleotydów
- choć najważniejszym źródłem dołączania nukleotydów na złączach jest formowanie regionów N, to uzupełniającym źródłem jest
dołączanie nukleotydów P i chwytanie oligonukleotydów
- zmienność na złączach wybitnie zwiększa liczbę wariantów łańcuchów ciężkich, często jednak prekursory LimB płacą za tę
zmienność dużą cenę
- jeżeli fragment nukleotydowy dodany/usunięty na złączu nie jest wielokrotnością trzech (2/3 przypadków) to dochodzi do zmiany
ramki odczytu genu VDJ i pojawienia się kodonów nonsensownych kończących transkrypcję co uniemożliwia wytworzenie
funkcjonalnego łańcucha ciężkiego
- w takim przypadku rekombinacja jest określana jako nieproduktywna
- możliwe jest jednak i pomimo tego syntetyzowanie poprawnego łańcucha, w większości segmentów V

ukryte są sekwencje

sygnałowe, które umożliwiają wymianę segmentu V w obrębie VDJ w drodze dodatkowej rekombinacji na inny segment V, może to,
lecz nie musi, przywrócić prawidłową ramkę odczytu
- w cyklu życiowym LimB są jeszcze inne dwa momenty w których może dojść do ponownej rekombinacji genów
immunoglobulinowych
- jeden z nich zachodzi wtedy gdy dojrzewający LimB rozpoznaje z dużym powinowactwem autoantygen swoimi BCR, w tym
przypadku częściej obserwuje się rekombinację genów łańcucha lekkiego, co jest zwane redagowaniem receptora, umożliwia ono
zmianę swoistości receptora i utratę zdolności wiązania autoantygenu
- jeżeli LimB nadal mimo tego rozpoznaje autoantygeny, może otrzymać sygnał do apoptozy

mutacje somatyczne

- dodatkowym czynnikiem zwiększającym różnorodność przeciwciał są mutacje zachodzące w rekombinowanym genie VJ (łańcuch
lekki) lub VDJ (łańcuch ciężki)
- są to najczęściej mutacje punktowe, rzadziej delecje, insercje lub konwersje
- prowadzą one najczęściej do zmiany pojedynczego aminokwasu w części zmiennej łańcucha lekkiego i ciężkiego
- mutacje te wydają się występować głównie w sekwencjach kodujących regiony hiperzmienne
- wydaje się że mutacje zachodzą w czasie stymulowanej przez antygen proliferacji i różnicowania LimB w komórki pamięci, dotyczą
więc tylko krótkiego okresu życia LimB
- mutacje indukowane są przez enzym deaminazę cytozyny indukowaną aktywacją (AID)
- najprawdopodobniej AID deaminuje cytozyny w nici DNA kodującej część zmienną łańcuchów przeciwciał
- pojawienie się uracylu (produkt deaminacji cytozyny) w nici DNA aktywuje kolejne enzymy, które doprowadzają do wycięcia uracylu
i pojawienia się w tym miejscu tzw. miejsca bezzasadowego
- do naprawy tych wtórnych uszkodzeń angażowane są polimerazy DNA popełniające wiele błędów
- presja na wytworzenie mechanizmu generującego mutacje musi być bardzo duża zważywszy, że organizm boni się na ogół przed
mutacjami, gdyż są one potencjalnie kancerogenne
- dzięki mutacjom zachodzi tak zwane dojrzewanie odpowiedzi immunologicznej albo dojrzewanie powinowactwa polegające na
wzroście powinowactwa przeciwciała do antygenu
- mutacje są przypadkowe i mogą prowadzić zarówno do wzrostu powinowactwa jak i jego spadku, a nawet do zupełnej utraty
zdolności wiązania antygenu lub niemożności wytworzenia funkcjonalnej immunoglobuliny
- niekiedy mutacje mogą nawet spowodować że przeciwciało będzie wiązać inny antygen
- ponowne jednak pobudzenie antygenem dokonuje swoistej selekcji stymulując te LimB, których powinowactwo do antygenu
wzrosło lub chociaż zachowało się
- wydaje się że dzięki tym mutacjom LimB mogą dogonić mutujący organizm, którego antygeny mogą się zmieniać, ryzykiem jest
jednak wytworzenie immunoglobulin rozpoznających antygeny własne, prowadzące do autoagresji
- LimB który w wyniku mutacji ma mniejszą zdolność wiązania atygenu lub utracił ją zupełnie może ją odzyskać dzięki ponownej
rearanżacji genów immunoglobulinowych (kolejna możliwość), zachodzi ona w ośrodkach rozmnażania grudek limfatycznych

Etapy syntezy przeciwciał

- zawsze jako pierwszy jest syntezowany łańcuch ciężki
- powstanie prawidłowego łańcucha ciężkiego jest sygnałem przerywającym rekombinację w obrębie kodujących go genów
- następnie rozpoczyna się rekombinacja genów kodujących łańcuch lekki κ
- LimB do ekspresji łańcucha ciężkiego i lekkiego wykorzystuje na ogół tylko geny jednego z dwóch homologicznych chromosomów –
wyłączenie alleliczne
- po przejściu do światła siateczki śródplazmatycznej łańcuch ciężki łączy się z należącym do białek opiekuńczych tak zwanym
białkiem wiążącym (BP), przytrzymującym go w oczekiwaniu na łańcuch lekki, z którym ma się połączyć, białko to wiąże
hydrofobowe sekwencje łańcuchów ciężkich zapobiegając ich agregacji
- białko wiążące wiąże również wolne łańcuchy lekkie

- powstałe immunoglobuliny przechodzą do aparatu Golgiego, gdzie między innymi dołączane są do nich grupy węglowodanowe

Jednoczesne wytwarzanie IgM i IgD

- pierwsze immunoglobuliny wytwarzane w czasie rozwoju osobniczego należą do klasy IgM
- wytwarzane są one w postaci rozpuszczalnej oraz jako receptory immunoglobulinowe w błonie LimB
- wkrótce po przeciwciałach IgM LimB zaczyna produkować IgD o identycznej swoistości
- powstaje pytanie: jak to możliwe, że LimB wytwarza przeciwciała różnych klas (różne części stałe łańcuchów ciężkich) z
zachowaniem tych samych części zmiennych
- okazało się, że geny dla części stałych łańcuchów ciężkich leżę w genomie w kierunku 3’ od segmentów V, D, J w kolejności: µ, δ,
γ3, γ1, α1, γ2, γ4, ε, α2
- przeciwciała klasy IgM i IgD powstają równocześnie poprzez alternatywne składanie pierwotnego transkryptu obejmującego
segmenty VDJ, µ i δ

Zmiana klas syntetyzowanych przeciwciał

- zmiana klas syntetyzowanych przeciwciał na inną niż IgM i IgD następuje dopiero po rozpoznaniu przez LimB swoistego antygenu
- do zainicjowania tego procesu konieczna jest LimB pomoc LimTh
- w czasie kontaktu tych dwóch komórek na granicy strefy korowej i przykorowej węzła limfatycznego LimB prezentuje LimT
antygen, który rozpoznał
- jednocześnie dochodzi do połączenia odpowiednich cząsteczek na powierzchni obu komórek: CD40 i B7 na LimB odpowiednio z
CD40L i CD28 na LimT
- w wyniku tego kontaktu LimT poprzez parę cząsteczek CD40-CD40L oraz cytokiny (np. interleukinę 4) przekazuje LimB bodziec do
zmiany klasy syntetyzowanych przeciwciał na IgG lub inną
- mechanizm zmiany klasy syntetyzowanych przeciwciał polega na ponownej rekombinacji genów immunoglobulinowych
- odcinek nici DNA zawierający geny µ i δ zostaje wypętlony i usunięty, dzięki czemu kompleks VDJ znajduje się bezpośrednio przed
genem kodującym część stałą przeciwciała odpowiedniej klasy
- zmiana klasy syntetyzowanych immunoglobulin może być jednorazowa, np. IgG, IgE lub IgA, albo limfocyt zmienia klasę
syntetyzowanych przeciwciał IgM na IgG, a potem na IgE lub IgA
- jest to rekombinacja wewnątrzchromosomowa z wytworzeniem pętli i połączona z delecją leżącego między nimi DNA w rzadziej
rekombinacja mitotyczna polegająca na niesymetrycznej wymianie genów między chromatydami siostrzanymi
- w rzadkich sytuacjach, dzięki tym samym mechanizmom, które umożliwiają jednoczesną syntezę przeciwciał IgM i IgD
(alternatywne cięcie i składanie pierwotnego transkryptu), LimB może również syntetyzować przeciwciała IgM i IgG, IgM i IgE lub IgM
i IgA (wydaje się, że są to sytuacje przejściowe, potem LimB przechodzi na wytwarzanie tylko np. IgG w wyniku rekombinacji
eliminującej geny dla części stałych łańcuchów µ i δ)
- podczas procesów rekombinacji, hipermutacji i zmiany klas syntetyzowanych przeciwciał powstają pęknięcia w nici DNA
spowodowane przez RAG1, RAG2, AID i inne enzymy
- zmiany te mogłyby prowadzić do apoptozy LimB (aktywacja białka p53), limfocyty chronione przed tym zjawiskiem dzięki ekspresji
antyapoptotycznych białek z grupy Bcl (chłoniaki – nowotwory powstałe z LimB , też chronione)

Przeciwciała monoklonalne

- fuzja LimB wytwarzających swoiste przeciwciała z komórkami szpiczaka (nowotworu wywodzącego się z szeregu rozwojowego
LimB)

immunizacja myszy odpowiednim antygenem

izolacja LimB śledziony immunizowanej myszy

mieszaninę komórek szpiczaka i LimB myszy traktuje się substancjami zlepiającymi błonę komórkową (np. glikolem
polietylenowym)

selekcjonowanie z mieszaniny komórek hybryd (specjalna pożywka gwarantująca przeżywalność tylko dla hybryd)

izolowanie i rozhodowywanie linii komórkowych produkującyh odpowiednie, swoiste w stosunku do antygenu przeciwciała

- swoistość przeciwciał określał LimB z którego one powstawały
- komórka szpiczakowa natomiast, jako komórka nowotworowa, nadaje hybrydzie nieśmiertelność umożliwiającą dowolnie długą
hodowle in vitro
- poza tym dostarcza hybrydzie wielu rybosomów i dobrze rozwiniętego aparatu Golgiego – niezbędnych do wytwarzania dużych
ilości białek
- stworzone sztucznie linie komórek wytwarzających przeciwciała monoklonalne określa się mianem hybrydoma
- przeciwciała mysie powodowały powstawanie przeciwciał anty-mysich
- inżynieria genetyczna umożliwiła konstruowanie genów immunoglobulinowych, których część V pochodzi od myszy a część C od
człowieka, powstałe na ich matrycy przeciwciała nazwano chimerycznymi
- możliwe jest także otrzymanie przeciwciał gdzie pochodzenie mysie będą miały tylko regiony hiperzmienne, przeciwciała takie
zwane są humanizowanymi
- możliwe jest także uzyskanie przeciwciał monoklonalnych w pełni ludzkich: technika phage display i technika tworzenia zwierząt
transgenicznych

4. Receptory limfocytów T wiążące antygen

- określane jako receptory limfocytów T (TCR)
- obok immunoglobulin jedyne cząsteczki zdolne do swoistego wiązania antygenów
- immunoglobuliny wiążą dowolne antygeny, receptory LimT wiążą i odpowiadają na antygeny peptydowe powstałe z białek pociętych
przez enzymy hydrolityczne na małe cząsteczki i połączone z cz.MHC w błonie komórki prezentującej antygen
- powinowactwo TCR do wolnych antygenów jest znacznie mniejsze
- w przeciwieństwie do LimB, które wytwarzają immunoglobuliny zarówno w formie związanej z ich błoną komórkową jak i w formie
wolnych cząsteczek, LimT w zasadzie nie uwalniają swoich receptorów
- LimT mogą również rozpoznawać i odpowiadać na antygeny lipidowe i glikolipidowe prezentowane im w połączeniu z cz.CD1, a
niektóre LimTγδ rozpoznają również inne związki (tak zwane fosfoantygeny) bez udziału cz.MHC

Budowa receptorów LimT wiążących antygen

- TCR jest zbudowany z dwóch łańcuchów a każdy łańcuch ma podobnie jak przeciwciało część stałą i zmienną oraz jest związany z
komórką poprzez krótki odcinek śródbłonowy i wewnątrzkomórkowy
- gdyby nie to połączenie przypominałyby one łańcuchy lekkie immunoglobulin
- dwa główne rodzaje TCR: receptory składające się z łańcuchów α i β (90%) oraz receptory składające się z łańcuchów γ i δ (1-10%)
- w częściach zmiennych łańcuchów TCR można wyróżnić trzy regiony hiperzmienne, czyli regiony determinujące dopasowanie (CDR)
- w kontakcie z antygenem prezentowanym przez cz.MHC największe znaczenie mają regiony CDR3 łańcuchów α i β, w których
występuje największa zmienność, regiony CDR1 i CDR2 wydają się odgrywać mniejszą rolę
- zmiana pojedynczego aminokwasu w wiązanym i prezentowanym przez cz.MHC antygenie może powodować, że LimT nie będzie na
niego odpowiadał
- zmieniony antygen może się nawet stać antagonistą i może przekazywać sygnał hamujący odpowiedź LimT na zmieniony, a także
pierwotny niezmieniony antygen, antygeny takie nazywamy zmienionymi ligandami peptydowymi (APL)
- można również stworzyć APL, który efektywniej pobudza odpowiedź immunologiczną - superagonista
- zarówno receptory αβ jak i γδ łączą się w błonie LimT z kompleksem CD3 (łańcuchy sparowane δε, ζζ i γε)
- łańcuchy kompleksu CD3 pośredniczą w przekazywaniu sygnału aktywującego komórkę z receptora LimT, który związał antygen do
wnętrza komórki
- kompleks TCR-CD3 pozostaje w błonie komórkowej w kontakcie z cząsteczkami CD2, CD5 i CD4 lub CD8
- LimT przyłącza swoje TCR po kolei do kompleksu cz.MHC-antygen, tak jakby się obracał i do jednego antygenu może przyłączać i
sumować pobudzenia z kilku receptorów TCR
- równoczesne otrzymanie sygnału kostymulującego przez wiązanie cz.CD80/CD86 obecnych na komórce prezentujące antygen z
cz.CD28 na limfocycie może znacznie obniżyć próg aktywacji LimT

Geny dla receptorów LimT wiążących antygen

- geny kodujące łańcuchy TCR znajdują się na 7 i 14 chromosomie
- części zmienne tych łańcuchów kodowane są przez segmenty genowe V i J (łańcuchy α i γ) i przez segmenty genowe V, D, J
(łańcuchy β i δ)
- niektóre segmenty V są polimorficzne, występują w różnych odmianach allelicznych w populacji
- zasada wyłączenia allelicznego obowiązująca przy ekspresji genów immunoglobulinowych nie jest tak bezwzględna w stosunku do
genów dla łańcuchów TCR
- w LimT mogą ulegać ekspresji geny dla łańcucha α leżące w obydwu chromosomach i w pewnym odsetku przypadków LimT ma
TCRαβ z dwoma różnymi łańcuchami α (szczególnie LimTreg)
- można też spotkać LimT z dwoma różnymi TCRγδ różniących się łańcuchem γ lub δ
- rekombinacja genów TCR i synteza kodowanych przez nie receptorów zachodzi głównie prawie wyłącznie w grasicy, ale
rekombinacja dla łańcucha γ zaczyna się już w prekursorach tymocytów w wątrobie płodowej (w niewielkim odsetku przypadków
rekombinacja genów i synteza receptorów, głównie TCRγδ może się odbyć poza grasicą, prawdopodobnie w GALT)
- jako pierwsze pojawiają się na dojrzewających LimT receptory TCR zbudowane z łańcucha β i niezmiennego, zastępczego łańcucha
α (pre-Tα), który składa się tylko z jednej domeny Ig-podobnej, w odróżnieniu od łańcuchów α i β składających się z dwóch domen
- w ten sposób powstaje pierwotny receptor LimT (pre-TCR), połączony z kompleksem CD3 i analogiczny do pojawiającego się w
dojrzewających limfocytach pre-B pierwotnego receptora LimB
- pre-TCR przekazuje sygnał do zakończenia rekombinacji genu dla TCRβ i jednocześnie stymuluje proliferację i dalsze dojrzewanie
prekursorów LimT (sama obecność w błonie pre-TCR wystarcza do przekazania sygnału, ligand niepotrzebny)

Źródła różnorodności receptorów LimT wiążących antygen

- rekombinacja genów dla receptorów LimT wiążących antygen (geny TCR) zachodzi podobnie jak w przypadku rekombinacji genów
immunoglobulinowych, w obydwu przypadkach istnieją identyczne sekwencje sygnałowe i identyczne lub bardzo podobne
rekombinazy
- proces rekombinacji genów TCR zachodzi najczęściej przez wypętlenie i delecję
- inwersja lub niesymetryczna wymiana chromatyd siostrzanych zachodzą rzadziej
- rekombinacja i ekspresja genów γδ zachodzi wcześniej niż genów αβ i obydwa te procesy dokonują się w różnych subpopulacjach
LimT
- podczas rekombinacji genów dla łańcucha β najpierw dochodzi do połączenia genu D z genem J a potem dopiero z jednym z genów
V
- choć liczba wariantów genów kodujących receptory LimT jest znacznie mniejsza niż genów immunoglobulinowych, to liczba różnych
wariantów tych receptorów jest znacznie większa!
- powodem tego jest przede wszystkim wybitna zmienność na złączach
- regiony N tworzą się podczas powstawania genów dla wszystkich łańcuchów TCR, a w przypadku łańcucha δ mogą się utworzyć
nawet w 4 miejscach!
- w wypadku łańcuchów β i δ jest możliwe również wykorzystanie segmentów D we wszystkich trzech ramkach odczytu
- dojrzewając w grasicy LimT, który z dużym powinowactwem rozpoznaje własny antygen organizmu ulega eliminacji (selekcja
negatywna) albo ponownie dochodzi w nim do rekombinacji genów TCR – szansa przeżycia przez utratę powinowactwa do
autoantygenu – proces analogiczny do zachodzącego w LimB – redagowanie receptora (poprzez wypętlenie i wycięcie wcześniej
połączonych segmentów genów V i J oraz ponownego ich połączenia

- w genach TCR nie obserwuje się natomiast wybitnie podwyższonej częstości mutacji somatycznych jak to zachodzi w przypadku
genów Ig – zabazpieczenie przed powstaniem LimT autoreaktywnych

5. Główny układ zgodności tkankowej

- główny układ zgodności tkankowej (MHC) odkryto przy okazji badań dotyczących odrzucania przeszczepów skóry u myszy
- antygeny odpowiedzialne za odrzucanie przeszczepu allogenicznego nazwano antygenami transplantacyjnymi lub antygenami
zgodności tkankowej
- zespół kodujących je genów określono jako główny układ zgodności tkankowej w odróżnieniu od genów kodujących słabe antygeny
zgodności tkankowej
- wkrótce okazało się, że główna rola tych antygenów polega na prezentacji obcych antygenów własnym LimT i często używa się
wobec nich terminu cząsteczki MHC
- MHC obejmuje wiele genów odznaczających się największym polimorfizmem spośród wszystkich dotychczas poznanych i że mają
one podstawowe znaczenie zarówno w inicjacji, jak i w fazie efektorowej odpowiedzi immunologicznej
- cz.MHC są glikoproteinami
- istnieją cz.MHC klasy I i II, różniące się zarówno pod względem budowy, jak i funkcji, a także cz.MHC klasy III
- cz.MHC klasy I występują na powierzchni wszystkich komórek jądrzastych, w niewielkich ilościach również na erytrocytach
- cz.MHC klasy II występują głównie na LimB, makrofagach, komórkach dendrytycznych, w tym na komórkach Langerhansa, a także
na komórkach nabłonkowych grasicy
- w wyniku aktywacji lub działania niektórych cytokin mogą się jednak pojawić na wielu innych komórkach np. pobudzonych LimT,
komórkach śródbłonka, komórkach nabłonka tarczycy, komórkach nabłonka jelitowego, fibroblastach, keratynocytach
- u człowieka cz.MHC II występują konstytutywnie na komórkach śródbłonka naczyń, przynajmniej w niektórych narządach (sercu,
nerce)

Budowa cz.MHC klasy I

- cząsteczki MHC I są zbudowane z dwóch łańcuchów: lekkiego i ciężkiego połączonych ze sobą niekowalencyjnie
- łańcuch lekki - β2-mikroglobulina (β2m) zawiera 100 aminokwasów i jest u człowieka identyczny we wszystkich cz.MHC I
- kodujący ją gen leży poza kompleksem genów MHC, u człowieka w chromosomie 15
- łańcuch ciężki α składa się z:

N-końcowego fragmentu zewnątrzkomórkowego (80% długości łańcucha)

krótkiego fragmentu hydrofobowego (około 20 aminokwasów) przechodzącego przez błonę komórkową

krótkiego fragmentu hydrofilowego (20-40 aminokwasów) położonego wewnątrz komórki

- fragment zewnątrzkomórkowy składa się z 3 domen tworzących pętle (α2, α2, α3) po około 90 aminokwasów każda
- dwie zewnętrzne domeny (α1 i α2)zawierają łańcuchy cukrowe i odznaczają się polimorfizmem, który jest podstawą różnic między
cz.MHC I pochodzącymi od różnych osobników i kodowanymi przez różne allele
- domena trzecia (α3) również tworzy pętlę, leży ona najbliżej błony komórkowej i podobnie jak β2m z którą się łączy, przypomina
budową części stałe łańcuchów ciężkich przeciwciał, nie wykazuje ona polimorfizmu
- zarówno domena α1 jak i domena α2 są zbudowane z jednej helisy α i czterech pasem β, wspólnie tworzą one rowek, którego dno
stanowi struktura pofałdowanej kartki zbudowanej z ośmiu przeciwbieżnie ułożonych pasem β, a jego brzegi utworzone są przez
obydwie helisy α
- rowek ten jest osadzony na β2m i domenie α3, które znajdują się między nim a błoną komórkową
- te właśnie rowek jest miejscem lokowania się peptydów (antygenów) prezentowanych LimT
- w rowku utworzonym przez domeny α1 i α2 znajduje się sześć zagłębień (A do F) zwanych kieszonkami, w kieszonki te wchodzą
łańcuchy boczne aminokwasów prezentowanego przez cz.MHC antygenu
- aminokwasy, których łańcuchy boczne wchodzą w te kieszonki, nazywa się kotwiczącymi
- określona cz.MHC potrzebuje związać w kieszonkach swego rowka co najmniej 2 do 3 aminokwasów kotwiczących danego antygenu
aby móc go efektywnie prezentować LimT

Budowa cz.MHC klasy II

- cz.MHC II są zbudowane z dwóch łańcuchów α i β połączonych ze sobą niekowalencyjnie
- łańcuchy te mają podobną budowę
- część zewnątrzkomórkowa jest zbudowana w obydwu łańcuchach z dwóch domen
- krótki odcinek śródbłonowy ma 23 a odcinek wewnątrzkomórkowy 8-15 aminokwasów
- domeny zewnętrzne α1 i β1 obydwu łańcuchów tworzą rowek podobny do tego, który tworzą domeny α1 i α2 łańcucha ciężkiego
cz.MHC I
- dno tego rowka również tworzy osiem przeciwbieżnie ułożonych pasem β, a jego brzegi utworzone są przez helisy α, w rowku tym
również można wyróżnić sześć kieszonek, w których lokują się łańcuchy boczne aminokwasów prezentowanych przez cz.MHC II
antygenów
- polimorfizm cząsteczek MHC II dotyczy głównie domen α1 i β1
- domeny α2 i β2 są podobne do domen części stałych immunoglobulinowych łańcuchów ciężkich

- o ile antygeny prezentowane przez cz.MHC I najczęściej składają się z 8-10 aminokwasów i obydwoma końcami tkwią w rowku
tworzonym przez cz.MHC o tyle antygeny prezentowane przez cz.MHC II obejmują od kilkunastu do ponad dwudziestu aminokwasów
i mogą wystawać po obydwu stronach rowka
- cz.MHC II mają skłonność do łączenia się ze sobą w pary, w skład powstałego superdimeru wchodzą dwa łańcuchy α i dwa łańcuchy
β

Struktura genów i synteza cząsteczek MHC

- promotor i inne sekwencje regulujące transkrypcję cz.MHC I obejmują:

TATA box (-25 do –30 par zasad od miejsca rozpoczęcia transkrypcji)

CCAAT box (-51)

wzmacniacz B (-61 do –120)

odcinek odpowiadający na interferon (-137 do –165)

wzmacniacz A (-159 do –193)

- w genach dla cz.MHC II opisano wzmacniacze nie tylko na końcu 5’ ale także w obrębie samych genów w granicach intronów
- cięcie i składanie pierwotnego transkryptu może się odbywać drogą alternatywną, usuwając np. odcinek transbłonowy, co prowadzi
do powstania cz.MHC wydzielanej do środowiska
- w jednym z ciężkich niedoborów odporności – w odmianie ta zwanego zespołu nagich limfocytów, brak ekspresji cz.MHC II jest
wywołany dziedzicznym defektem syntezy czynników wiążących elementy promotora genów MHC
- inną przyczyną tego zespołu może być defekt dotyczący genu CIITA, którego produkt jest ważnym, lecz nie łączącym się z DNA
regulatorem ekspresji cz.MHC II (koaktywator transkrypcji), ekspresję CIITA wzmaga interferon γ
- zespoły nagich limfocytów można podzielić na: typ I – brak ekspresji cz.MHC I i typ II – brk ekspresji cz.MHC II
- interferon γ wzmaga ekspresję cz.MHC I i II, a interferony α i β ekspresję cz.MHC I
- czynnik martwicy nowotworu, sam lub synergistycznie z INF-γ, także wzmaga ekspresję cz.MHC klas I i II
- na niektórych komórkach, np. na LimB, ekspresję cz.MHC II wzmagają również interleukiny 4 i 13
- ekspresję cz.MHC II hamują między innymi transformujący czynnik wzrostu β (TGF-β), INF-β, interleukina 10, prostaglandyna E2 i
glikokortykosteroidy

- cz.MHC I (niezależnie łańcuch ciężki i β2m) już w trakcie translacji penetrują dzięki sekwencji sygnałowej błonę siateczki
śródplazmatycznej
- sekwencja sygnałowa jest następnie odcinana po wewnętrznej stronie siateczki
- w świetle tej siateczki dochodzi do związania przez tworzące się cząsteczki MHC I fragmentów syntetyzowanych w komórce białek,
np. wirusowych lub białek własnych komórki, które następnie będą prezentowane na jej powierzchni
- w siateczce śródplazmatycznej łańcuch ciężki jest przytrzymywany przez białka opiekuńcze (kalneksynę i kalretikulinę) aż do
momentu gdy połączy się z β2-mikroglobuliną i peptydem
- peptydy te do siateczki śródplazmatycznej są dostarczane z cytoplazmy przez specjalne, zależne od ATP białka transportujące TAP
- po związaniu odpowiednich peptydów cz.MHC I wędrują poprzez aparat Golgiego do błony komórkowej

- w trakcie formowania się cz.MHC II w siateczce śródplazmatycznej dochodzi do łączenia się łańcucha α i β
- przyłącza się również łańcuch niezmienny In (nie wykazuje one polimorfizmu), zachodzi to z udziałem kalneksyny
- powstały kompleks przechodzi przez aparat Golgiego do tak zwanych wczesnych endosomów
- w trakcie tej wędrówki łańcuch In – tkwiący w rowku cz.MHC II jest przycinany przez odpowiednie proteazy, aż powstaje z niego
tylko peptyd CLIP
- w strefie dojrzewania czyli tak zwanej strefie trans aparatu Golgiego rozchodzą się drogi cz.MHC I i II
- we wczesnych a następnie późnych endosomach peptyd CLIP dysocjuje z udziałem cząsteczki HLA-DM, a z rowkiem w cz.MHC II
wiąże się teraz egzogenny antygen, który dostał się do komórki w drodze endocytozy (pinocytozy lub fagocytozy)
przeciwnym kierunku
- łańcuch In blokuje miejsce (rowek) wiążący peptyd w cz.MHC II uniemożliwiając zbyt wczesne (przed dotarciem do endosomów)
związanie antygenów a także przybranie nieprawidłowej konformacji
- spełnia on względem cz.MHC II rolę białka opiekuńczego, łańcuch ten zawiera również sekwencję sygnałową umożliwiającą
skierowanie cz.MHC II z aparatu Golgiego do endosomów

Główny układ zgodności tkankowej człowieka

- główny układ zgodności tkankowej człowieka – układ HLA (human leukocyte antigens) został tak nazwany, ponieważ antygeny tego
układu wykryto po raz pierwszy na krwinkach białych
- jest on również układem wybitnie polimorficznym
- kompleks genów układu HLA znajduje się na 6 chromosomie, obejmuje on ponad cztery miliony par zasad i zawiera ponad sto
genów, funkcji wielu z nich nadal nie znamy
- podobnie jak w przypadku układ H-2, produkty genów układu HLA można podzielić na cząsteczki klasy I: HLA-A, HLA-B, HLA-C,
cząsteczki klasy II: HLA-DP, HLA-DQ, HLA-DR oraz cząsteczki klasy III
- poziom ekspresji cząsteczek HLA może się różnić, np. ekspresja cz.HLA-C jest około dziesięciokrotnie mniejsza niż cz.HLA-A i HLA-B
- cząsteczki MHC I i II uczestniczą jak wspomniano w prezentacji antygenów limfocytom T
- cz.MHC I człowieka można podzielić na klasyczne – należące do klasy Ia (HLA-A, -B, -C) oraz nieklasyczne należące do klasy Ib
(HLA-E, -F i –G oraz MICA i MICB)
- ekspresja HLA-G i HLA-E w życiu zarodkowym ograniczona jest do tkanek pozazarodkowych co może sugerować ich rolę w regulacji
zależności immunologicznych między matką a płodem
- HLA-G może chronić tkanki płodu przed komórkami NK i LimTc hamując aktywność tych komórek
- obecnie wiadomo, że do cząsteczek nieklasycznych należą również białka kodowane przez geny leżące poza regionem MHC, np.
cz.CD1 i receptor FcRn
- poza klasycznymi cząsteczkami klasy II u człowieka (HLA-DP, HLA-DQ, HLA-DR) występują również nieklasyczne cz.MHC II: HLA-
DM i HLA-DO, biorą one bardzo szczególny udział w prezentacji antygenów LimT

- region układu HLA obejmujący geny dla cz.MHC I zawiera geny dla łańcuchów ciężkich HLA-A, -B i –C (klasycznych) oraz HLA-E, -F,
-G (nieklasycznych)

5’-MICB MICA / HLA-B /HLA-C /HLA -E /HLA -A /HLA -G /HLA -F / HFE-3’

- region zawierający geny dla cz.MHC II ma bardziej złożoną strukturę, w regionie tym znajdują się geny zarówno dla łańcuchów α
jak i β cz.MHC II

5’-DPB2 DPA2 DPB1 DPA1/ D0A/DMA DMB/LMP2 TAP1 LMP1 TAP2 D0B/ DQB2 DQA2 DQB1 DQA1/ DRB1-9 A-3’

- niektóre allele genów HLA są wspólne dla człowieka, szympansa i goryla, wydaje się więc że powstały przed wyodrębnieniem się
tych gatunków
- do tak zwanych cz.MHC III należy wiele różnych białek, między innymi:

składniki dopełniacza C2, C4 i czynnik B

produkt protoonkogenu Notch 4

21-hydroksylaza steroidowa CYP21B uczestnicząca w syntezie gliko- i mineralokortykosteroidów

receptor dla produktów glikozylacji RAGE

czynnik transkrypcyjny CREB-RP

białko macierzy pozakomórkowej tenascyna

jądrowa kinaza serynowo/treoninowa RPI

Powiązania między układem HLA i występowaniem określonych chorób

- występowanie określonych cz.HLA może wiązać się ze zwiększonym lub zmniejszonym ryzykiem rozwoju pewnych chorób
- występowanie cz.HLA-B8 i HLA-DR3 jest połączone ze zmniejszonym ryzykiem rozwoju raka jądra lub mięsaka Kaposiego
- HLA-B53 wyraźnie zmniejsza ryzyko rozwoju malarii, wydaje się że efektywniej prezentuje ono antygeny sporozoitów zarodźca
malarii LimT

Funkcja głównego układu zgodności tkankowej

- wiązanie i prezentacja antygenów LimT
- indukowanie odrzucania przeszczepów
- zdolne są do tego prawie wszystkie komórki i odbywa się ona różnymi drogami w zależności od tego, czy dotyczy cz.MHC I czy II
- brak odpowiedzi na dany antygen może więc wynikać nie tylko z braku LimT zdolnych do jego rozpoznania, ale także braku
odpowiednich cz.MHC mogących go prezentować
- ponieważ dana cz.MHC jest zdolna do prezentacji grupy peptydów nieco odmiennych od prezentowanych przez inną cz.MHC,
heterozygota powinna dysponować lepszą możliwością odpowiedzi na antygeny mikroorganizmów niż homozygota a więc i większą
szansą przeżycia (selekcja preferująca heterozygoty w stosunku do homozygot – podtrzymuje polimorfizm genów MHC)
- u heterozygot pod względem cz.MHC I rzadziej obserwuje się szybką progresję w kierunku AIDS po zakażeniu HIV (w populacji o
dużym polimorfizmie MHC większa szansa że ktoś przeżyje inwazję mikroorganizmów)
- wybitny polimorfizm genów w obrębie MHC – wynik selekcji naturalnej dokonującej się pod presją mikroorganizmów i ich
chorobotwórczości
- niektóre wirusy, np. adenowirusy i cytomegalowirusy opracowały natomiast różne strategie hamowania ekspresji cz.MHC I, między
innymi przez blokowanie transkrypcji ich genów lub hamowanie transportu do błony komórkowej i indukowanie degradacji nowo
powstałych cząsteczek
- różnice w zakresie MHC między matka a płodem sprzyjają jego rozwojowi i utrzymaniu ciąży (u małżonków zbliżonych w zakresie
HLA częstsze poronienia u kobiet)
- zwierzę potrafi rozróżnić po zapachu osobniki różniące się wyłącznie MHC i preferuje najbardziej odległy genotyp
- rozpuszczalne cz.MHC występujące w niewielkich ilościach w osoczu krwi wydają się brać udział w immunomodulacji, głównym ich
źródłem jest wątroba, od niej zależy między innymi zdolność do indukowania tolerancji transplantacyjnej po jej przeszczepieniu
- np. rozpuszczalne cz.MHC dawcy mogą blokować rozpoznające je przeciwciała i LimTc a nawet indukować ich apoptozę
- ponieważ cz.MHC wiążą antygeny podobnie jak immunoglobuliny, choć ze znacznie mniejszą swoistością i z różnym skutkiem,
mniej dziwne wydaje się, że cząsteczki te są kodowane przez geny należące do nadrodziny genów immunoglobulinowych

Nadrodzina genów cząsteczek immunoglobulinopoobnych

- do nadrodziny tej należą między innymi geny kodujące:

immunoglobuliny

receptory LimT wiążące antygen

niektóre receptory komórek NK

cząsteczki MHC

CD3γ, δ, ε

CD4 i CD8

CD2 (LFA-2)

cząsteczki adhezyjne ICAM-1, ICAM-2 i N-CAM

receptor dla polimerycznych immunoglobulin (pIgR)

receptory dla fragmentu Fc IgG

receptor dla interleukiny 1

Thy-1 i inne

- cechą charakterystyczną tych związków jest wspólny element budowy zwany immunoglobulinową jednostką homologiczną lub
domeną immunoglobulinową
- nadrodzina genów i cząsteczek immunoglobulinopodobnych wykracza funkcjonalnie poza układ odpornościowy i charakterystyczna
dla nich jednostka budowy bierze udział w tworzeniu cząstek zarówno rozpoznających antygeny jak i struktur biorących udział w
kontaktach międzykomórkowych

Słabe antygeny zgodności tkankowej (lub transplantacyjne)

- zdolne do indukowania LimTc i odpowiedzi transplantacyjnej prowadzącej do odrzucania przeszczepu allogenicznego nawet w
przypadku całkowitej zgodności w obrębie MHC
- heterogenna grupa peptydów, określana jako antygeny zgodności tkankowej nie kodowane przez MHC
- najczęściej nie indukują powstawania przeciwciał i rozpoznawane są przez LimT w połączeniu z cz.MHC I i II (jak antygeny
wirusowe)
- kodujące je geny rozrzucone w całym genomie
- wydaje się, że produkt białkowy praktycznie każdego genu polimorficznego może, połączony z cz.MHC, indukować odpowiedź
transplantacyjną i spełniać rolę tak zwanego słabego antygenu zgodności tkankowej.

6. Układ dopełniacza

- układ dopełniacza (komplementu) należy do odporności nieswoistej, sam nie rozpoznaje precyzyjnie antygenów i aktywowany jest,
przynajmniej w drodze klasycznej, przez przeciwciała
- stanowi on dopełnienie/uzupełnienie roli przeciwciał
- jest to przykład ścisłych powiązań między swoistymi i nieswoistymi mechanizmami odporności
- funkcje:

- opsonizacja

- C3, C4

- chemotaksja i aktywacja leukocytów

- C3a, C4a, C5a

- zabijanie komórek bakteryjnych i zakażonych komórek jądrzastych

- kompleks atakujący błonę (C5b-9)

- wzmaganie odpowiedzi humoralnej

- C3b i C4b połączone kompleksem a-p wiązane przez
receptor CR2 na LimB

- rozwój pamięci immunologicznej

- C3b i C4b połączone kompleksem a-p wiązane przez

receptory CR2 i CR3 na kom.dendrytycznych grudek

- usuwanie kompleksów immunologicznych

- C1q i fragment składników C3 i C4

- usuwanie komórek apoptotycznych

- C1q i fragment składników C3 i C4

- obejmuje on, wliczając czynniki regulujące, grupę ok. 35 białek rozpuszczalnych i błonowych, oznaczonych najczęściej literą C i
odpowiednimi cyframi, z których C1r, C1s, czynnik D oraz kompleksy C4b2a mają aktywność proteaz (dodatkowa pozioma kreska
NAD ich symbolem)
- większość tych białek jest aktywowana w określonej kolejności w reakcji łańcuchowej przez kompleksy antygen-przeciwciało i
wywiera swój efekt głównie w stosunku do błony komórkowej, efekt ten przejawia się w postaci:

rozpuszczenia i rozpadu (bakterioliza, cytoliza)

chemotaksji, która polega na przemieszczaniu się komórek w kierunku wzrastającego stężenia czynnika chemotaktycznego
(dotyczy głównie neutrofilów)

degranulacji, która polega na uwolnieniu zawartości ziaren (dotyczy głównie komórek tucznych i bazofilów)

- w wyniku aktywacji dopełniacz może doprowadzić nie tylko do zniszczenia komórek bakteryjnych, pasożytniczych i nowotworowych
przez uszkodzenie ich błony komórkowej, ale poprzez liczne receptory dla składników dopełniacza, obecne na komórkach żernych,
może je przyciągać do miejsca infekcji i ułatwiać fagocytozę bakterii
- dopełniacz hamuje również precypitację kompleksów immunologicznych, indukując częściowe rozpuszczanie już wytrąconych
kompleksów, a także ułatwia ich usuwanie przez komórki żerne
- filogenetycznie układ dopełniacza z komórkami żernymi należy do najstarszych mechanizmów nieswoistej odporności
- składniki i miejsce ich syntezy:

C1q
C1r/s
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
czynnik B
czynnik D
czynnik I
czynnik H
properdyna

monocyty, makrofagi, fibroblasty, płuco, astrocyty
monocyty, makrofagi, fibroblasty, maziówka, astrocyty
wątroba, śledziona, szpik, płuca, monocyty/makrofagi, fibroblasty
wątroba, monocyty, makrofagi, skóra, płuca, astrocyty, tk.tłuszczowa
wątroba, śledziona, monocyty, makrofagi, fibroblasty
makrofagi
wątroba

wątroba, jelito, nerka, śledziona, płuca
wątroba
monocyty, makrofagi, wątroba, fibroblasty, enterocyty, tk.tłuszczowa, skóra, astrocyty
tk.tłuszczowa, monocyty, makrofagi, maziówka
wątroba, monocyty, makrofagi, komórki śródbłonka, maziówka
wątroba, monocyty, makrofagi, komórki śródbłonka, skóra
monocyty, makrofagi

- istnieją trzy drogi aktywacji dopełniacza: droga klasyczna, droga alternatywna i droga lektynowa
- każda z nich spełnia określoną rolę w odporności

droga klasyczna – przeciwciało + C1rs + C4 + C2 => C3

droga alternatywna – properdyna, czynnik D, czynnik B => C3

droga lektynowa – MBL-MASP-2, MBL-MASP-1 + C4 + C2 => C3

Klasyczna droga aktywacji dopełniacza

- przeciwciała potrafią precyzyjnie rozpoznawać antygeny na powierzchni intruzów przenikających do naszych tkanek i połączyć się z
tymi antygenami
- same przez się nie są jednak w stanie ich zniszczyć
- ta druga rola przypada różnym czynnikom nieswoistym np. dopełniaczowi który doprowadza do zabicia komórki docelowej, lub
komórkom żernym, które fagocytują i wewnątrzkomórkowo niszczą intruzów
- w warunkach fizjologicznych C1 znajduje się w formie dwóch odwracalnie łączących się ze sobą podjednostek: jednej cząsteczki
C1q i tetrameru C1r2s2
- po związaniu przeciwciała klasy IgG (z wyjątkiem IgG4) lub IgM z antygenem komórki docelowej, na jej powierzchni są
aktywowane w określonej kolejności składniki dopełniacza
- aktywację zapoczątkowuje przyłączenie się C1q do związanej z antygenem, zmienionej konformacyjnie, immunoglobuliny
- miejsce łączące się z C1q znajduje się w drugiej domenie łańcucha ciężkiego w przypadku IgG1
- wśród podklas ludzkich IgG najskuteczniej aktywują dopełniacz IgG1 choć IgG3 wiążą najwięcej cząsteczek C1q
- cz.C1q składa się z sześciu identycznych podjednostek, a w każdej z nich można wyróżnić główkę i kolagenopodobny ogonek,
dlatego jest ona porównywana do bukietu tulipanów
- cz.C1q łączy się główkami z przeciwciałem tkwiącym w kompleksie z antygenem, ulegając zmianom konformacyjnym i z większą
siłą łączy się z C1r2s2
- wiązanie C1q z jedną cząsteczką IgG jest słabe, natomiast wiązanie sąsiadujących ze sobą IgG i wykorzystanie dwóch lub więcej
tulipanowych główek C1q znacznie zwiększa siłę wiązania wyzwalając proces aktywacji dopełniacza
- zmiana konformacyjna w obrębie C1q indukuje zmianę konformacyjną w obrębie C1r eksponując miejsce enzymatyczne o
właściwości proteazy serynowej
- aktywny C1r aktywuje następnie nieczynny C1s do C1s o właściwościach proteazy serynowej
- w trakcie tej aktywacji C1r i C1s z proenzymów stają się enzymami
- ten łańcuch aktywacji jest charakterystyczny dla układu dopełniacza, gdzie zmiana konformacyjna w obrębie jednego składnika
aktywuje właściwości proteolityczne kolejnego składnika lub nadaje mu zdolność połączenia się z następnym składnikiem w łańcuchy
aktywacji
- C1s rozkłada C4 na C4a i C4b, komponenty C4b łączą się kowalencyjnie z błoną komórkową i wiążą C2
- związany z C4b komponent C2 jest rozkładany przez C1s na C2a i C2b
- powstaje połączony z błoną kompleks C4b2a, który ma właściwości proteolityczne i nazywa się konwertazą C3 drogi klasycznej,
gdyż rozkłada C3 na C3a i C3b, katalitycznym miejscem tej konwertazy jest komponent C2a, ma on właściwości proteazy serynowej
aktywnej tylko w połączeniu z C4b
- jedna cząsteczka konwertazy C3 rozkłada setki cząsteczek C3
- C3 odgrywa bardzo istotną rolę w aktywacji dopełniacza, występuje w surowicy w najwyższym stężeniu w porównaniu do
pozostałych składników dopełniacza
- powstały C3b łączy się z błoną komórki docelowej, kompleks C4b2a przyłącza następnie C3b przekształcając się w kompleks
C4b2a3b który nazywa się konwertazą C5 drogi klasycznej, mającą zdolność rozkładania C5
- komponenty C4b, C2a, C3b i C5b powstają w większości na powierzchni aktywującej dopełniacz, a komponenty C3a i C5a
uwalniane są do środowiska
- na tym etapie kończy się enzymatyczna aktywacji dopełniacza
- C1 może być niekiedy aktywowany bezpośrednio bez udziału przeciwciał przez niektóre wirusy, bakterie, białko C-reaktywne, białko
wiążące mannozę lub lipopolisacharydy, aktywacja ta może odgrywać szczególną rolę w początkowej fazie infekcji, przed
pojawieniem się przeciwciał
- C1 a także C3 mają właściwości powolnej aktywacji spontanicznej, czyli autoaktywacji i atakowania na ślepo wszystkich komórek
wokół
- komórki własne w przeciwieństwie do obcych np. bakteryjnych dysponują całym zestawem mechanizmów obronnych przed
dopełniaczem, czyni to z dopełniacza system obronny dysponujący dodatkowym wyjątkowym mechanizmem opartym na zasadzie
niespotykanej w innych mechanizmach odpornościowych
- spontaniczna aktywacja C1 jest kontrolowana przez inhibitor C1, natomiast aktywacja C1 zainicjowana przez kompleks a-p
zachodzi nawet w obecności inhibitora

Kompleks atakujący błonę

- w wyniku działania konwertazy C5 powstaje C5b, który przyłącza kolejno składniki: C6, C7, C8 i C9
- jeżeli aktywacja dopełniacza zachodzi pod wpływem przeciwciał związanych z antygenami błony komórkowej, to na jej powierzchni
są dołączane kolejne składniki
- łączące się z C5b6 kolejne składniki dopełniacza podlegają zmianom konformacyjnym, które zmieniają je z białek hydrofilnych w
cząsteczki ujawniające oprócz fragmentów hydrofilowych również fragmenty hydrofobowe, co umożliwia im wbudowywanie się w
błonę komórkową
- od momentu połączenia C8 ze związanym z błoną kompleksem C5b67 zaczyna się tworzenie kanałów w błonie komórkowej
- cząsteczki dopełniacza tworzą kanały zwracając się fragmentami hydrofilowym do wnętrza kanału a fragmentami hydrofobowymi na
zewnątrz
- kompleks C5b678 wiąże i polimeryzuje cząsteczki C9 oraz ułatwia ich wbudowywanie w błonę zwiększając średnicę kanału
- do C5b678 może się przyłączyć od jednej do kilkunastu C9 i dlatego średnica kanałów wytworzonych przez kompleks atakujący
błonę może się wahać w dość szerokich granicach
- zespół składników dopełniacza C5b6789 (C5b-9) tworzący w pełni uformowany kanał określany jest jako kompleks atakujący błonę
(MAC)
- przez kanały wypływają z komórki jony, np. potasowe i makromolekuły np. ATP
- inne jony, woda a także lizozym wpływają do komórki
- do zabicia jednej bakteri np. E.coli potrzeba od kilkudziesięciu do kilkuset cząsteczek C5b-9
- główna rola kompleksu atakującego błonę to niszczenie mikroorganizmów wnikających do naszych tkanek
- wrażliwe na ten atak są bakterie gramujemne a także niektóre wirusy, pierwotniaki i mikoplazmy
- bakterie gramdodatnie bronią się przed dopełniaczem grubą warstwą peptydoglikanu
- kompleks atakujący błonę zdolny jest również do niszczenia erytrocytów lub komórek jądrzastych np. zakażonych wirusem, jeżeli
są rozpoznane i opłaszczone przeciwciałami aktywującym dopełniacz
- komórki jądrzaste są jednak relatywnie oporne na atak dopełniacza ze względu na obecność białek regulatorowych
- efektywniejsza od działania kompleksu MAC wydaje się immunofagocytoza

- końcowe składniki aktywacji dopełniacza, odkładając się w błonie komórkowej w ilościach podprogowych, nie wywołując zabicia
komórek, mogą nawet nieoczekiwanie stymulować ich proliferację
Alternatywna droga aktywacji dopełniacza

- uczestniczą w niej czynniki: B, D, H, I, P (properdyna) i składnik C3 dopełniacza
- tradycyjnie do aktywatorów drogi alternatywnej, która jest inicjowana bez udziału przeciwciał, zalicza się:

bakterie gramujemne (szczególnie LPS) i gramdodatnie

wirusy i zakażone prze nie komórki

grzyby

pierwotniaki

niektóre robaki pasożytnicze

niektóre komórki nowotworowe

kompleksy immunologiczne zawierające IgA, IgG, IgE

- aktywacja zachodzi w zasadzie spontanicznie, a to że proces rozwija się na określonej powierzchni wynika z braku na niej
odpowiednich inhibitorów
- aktywacja drogą alternatywną ma znaczenie dla szybkiej odpowiedzi przeciw mikroorganizmom, zanim rozwiną się mechanizmy
swoiste działające wolniej, ale skuteczniej
- inicjującym enzymem tej drogi jest konwertaza C3 drogi alternatywnej, aktywuje się ona spontanicznie w wolnym tempie w osoczu
- podczas aktywacji drogi alternatywnej czynnik B wiąże się w obecności jonów magnezu z formą C3 określaną jako C3(H2O), która
jest C3b-pochodną pobudzoną formą C3
- umożliwia to czynnikowi D, który w surowicy występuje głównie w formie aktywowanej D, rozłożenie czynnika B na Ba i Bb
- powstaje C3(H2O)Bb, który wydaje się początkowym i pozostającym jeszcze w stanie rozpuszczalnym kompleksem konwertazy,
rozkłada ona C3 do C3b
- powstaje wtedy C3bBb, czyli ostateczna i przymocowana już do błony komórkowej konwertaza C3 drogi alternatywnej, która
rozkłada kolejne C3
- konwertazę C3 drogi alternatywnej stabilizuje properdyna, chroniąc tę konwertazę przed czynnikami H i I
- aktywacja ta podlega swoistej amplifikacji (wzmocnieniu) gdyż C3b uwalniany w trakcie aktywacji dopełniacza wszystkimi drogami
jest zarazem podjednostką konwertazy C3 drogi alternatywnej
- konwertazy C3 drogi klasycznej i alternatywnej są homologiczne i rozkładają C3 w identyczny sposób
- podobnie jak podczas aktywacji drogi klasycznej, kompleks C3bBb przyłącza następnie C3b i staje się kompleksem C3bBb3b, który
jest konwertazą C5 drogi alternatywnej, mającą zdolność rozkładania C5
- od momentu rozszczepienia składnika C5 dalsza aktywacja dopełniacza jest wspólna dla obydwu dróg
- powstały w wyniku spontanicznej aktywacji C3b mógłby uszkadzać własne komórki
- na komórkach własnych, będących powierzchniami nieaktywującymi, czynnik H wiąże się jednak z C3b uwrażliwiając C3b na
inaktywację przez czynnik I
- powierzchnie aktywujące natomiast, utworzone przez czynniki aktywujące drogę alternatywną, chronią C3b przed czynnikiem H
- tym samym aktywacja drogi alternatywnej jest w dużym stopniu nie tyle wynikiem aktywacji dopełniacza przez określone czynniki,
ile wynikiem braku naturalnego hamowania aktywacji, która zachodzi spontanicznie
- drogi klasyczna i alternatywna nie są całkowicie niezależne, powstały na drodze aktywacji klasycznej C3b odkłada się na
powierzchni błony komórkowej i może dalej inicjować alternatywną drogę aktywacji dopełniacza

Lektynowa droga aktywacji dopełniacza

- inicjowana głównie przez białko wiążące mannozę, zwane również laktyną wiążącą mannozę (MBL)
- MBL należy obok białek A i D surfaktantu płucnego do tak zwanych kolektyn, które są białkami o podobnej budowie, zdolnymi do
wiązania oligosacharydów na powierzchni różnych mikroorganizmów
- nazwano je kolektynami gdyż zawierają kolagenowe ogonki i domeny mające właściwości lektyn zależnych od jonów wapnia i
wiążących określone cukry w glikoproteinach i glikolipidach
- MBL przypomina budową składnik C1q i wykazuje dwie zasadnicze funkcje: aktywuje dopełniacz, a dzięki odpowiednim receptorom
dla tego białka na makrofagach ułatwia fagocytozę opłaszczonych przez siebie mikroorganizmów
- zważywszy na rolę związaną z aktywowaniem fagocytozy i czasem w którym to białko się pojawiło, nazywa się je często
praprzeciwciałem (choć jest elementem odporności nieswoistej)
- białko wiążące mannozę jest przykładem udziału lektyn w fagocytozie, którą nazywamy czasem lektynofagocytozą
- MBL wiąże fukozę, mannozę, N-acetyloglukozoaminę na wielu mikroorganizmach
- po związaniu mikroorganizmów proteazy serynowe MASP-1 i MASP-2 wiążą się z MBL, ulegają zmianom konformacyjnym i
aktywacji
- proteazy te przypominają czynnościowo składniki C1r i C1s
- w wyniku aktywacji MASP-2 ma zdolność rozkładania C4 i C2, a MASP-1 C2 i bezpośrednio C3
- następstwem niedoboru MBL (np. mutacją genu kodjącego) obserwuje się zmniejszoną odporność przeciwzakaźną i nawracające
infekcje
- paradoksalnie niedobór MBL może zwiększyć odporność przeciw mikroorganizmom które wykorzystują opłaszczenie przez
dopełniacz do wnikania przez receptory CR do naszych komórek (prątki gruźlicy, pierwotniaki wywołujące leiszmaniozę)
- zdolność do aktywacji dopełniacza analogiczną do MBL mają również w połączeniu z MASP fikoliny obecne w osoczu, które są
lektynami zdolnymi do wiązania N-acetyloglukozoaminy
- u człowieka występują fikoliny L, H i M
- do aktywacji dopełniacza zdolne są fikoliny L i H
- zdolność opłaszczania i ułatwiania fagocytozy mikroorganizmów, dzięki obecnym dla nich receptorom na komórkach żernych, mają
fikoliny L i M

Receptory dla składników dopełniacza

- na komórkach występuje wiele receptorów dla poszczególnych składowych układu dopełniacza
- najistotniejsze funkcje receptorów dla dopełniacza to:

ułatwianie wiązania i fagocytozy przez komórki żerne opłaszczonych przeciwciałami cząsteczek lub komórek

usuwanie kompleksów immunologicznych

regulacja (głównie hamowanie) aktywacji dopełniacza

udział w kilku typach odpowiedzi immunologicznej

- najważniejsza rola przypada receptorom CR1 i CR3

CR1 (CD35)
- zwany też receptorem C3b (C3bR)
- występuje w różnym stężeniu na wielu komórkach
- fagocytozę przez CR1 stymuluje fibronektyna i laminina
- CR1 podobnie jak CR2 i CR3 uczestniczą w wychwytywaniu przez komórki dendrytyczne antygenów zawartych w kompleksach,
wychwytywanie to zachodzi między innymi w grudkach limfatycznych
- choć na jednym erytrocycie receptorów CR1 jest niewiele, to biorąc pod uwagę liczbę erytrocytów, stanowią one 85-90%
wszystkich CR1 obecnych we krwi
- CR1 obecne na erytrocytach spełniają ważną rolę w usuwaniu z krwioobiegu kompleksów immunologicznych zawierających
dopełniacz, które mogłyby się odkładać np. w nerkach i indukować ich uszkodzenie
- związane na erytrocytach kompleksy immunologiczne są usuwane w czasie przechodzenia ich przez wątrobą lub śledzionę, po czym
erytrocyty wracają do krążenia
- przyleganie opłaszczonych przed dopełniacz kompleksów immunologicznych, bakterii lub wirusów do erytrocytów nazywamy
adherencją immunologiczną
- CR1 występują również na podocytach kłębuszków nerkowych, co może sprzyjać inaktywacji i usuwaniu kompleksów
immunologicznych w nerce

CR2 (CD21)
- zwany jest też receptorem C3d (C3dR)
- występuje głównie na LimB, komórkach dendrytycznych i komórkach nabłonka gardła
- jest bardzo istotny dla odpowiedzi humoralnej, chroni przed apoptozą i wzmaga aktywację LimB, ale nie bezpośrednio, ale przez
cz.CD19 i CD81, z którymi łączy się w błonie komórkowej, tworząc tak zwany koreceptor LimB
- wykazano, że niektóre antygeny połączone ze składnikami dopełniacza rozpoznawanymi przez CR2 umożliwiają krzyżowe wiązania
(mostkowanie) receptorów BCR i CR2 i stają się nawet do 10000 razy bardziej immunogenne
- obecność CR2 na grudkowych komórkach dendrytycznych ma znaczenie dla utrzymania LimB pamięci

CR3 (CD11b/CD18)
- opróćz udziału w fagocytozie cząsteczek lub komórek wiążących składniki dopełniacza ma dodatkowo unikatową zdolność wiązania
bezpośredniego niektórych bakterii
- receptor ten łączy się z sekwencją RGD (Arg-Gly-Asp) w iC3b, a także w niektórych innych białkach np. fibrynogenie, włókniku i
pewnych cząsteczkach powierzchniowych np. ICAM-1, obecnych na komórkach śródbłonka
- niestety CR3 wykorzystywany jest przez niektóre bakterie (mycobacterium tuberculosis) a także wirusy (HIV, wirus Zachodniego
Nilu) do wnikania do makrofagów

CR4
- podobnie jak CR3 jest również integryną i spełnia funkcję dodatkowej cząsteczki adhezyjnej na komórkach żernych
- uczestniczy w fagocytozie kompleksów immunologicznych i mikroorganizmów

- aktywacja dopełniacza przez kompleksy immunologiczne zapobiega ich wytrącaniu się, umożliwiając ich transport do komórek a
także ułatwia samą fagocytozę
- C1qR wiąże C1q ale także kolektyny: MBL i białko surfaktantu A

Inne właściwości dopełniacza

- składniki dopełniacza C3a, C4a, C5a zwane są anafilatoksynami, oprócz przyciągania leukocytów, wywoływania degranulacji
komórek tucznych i bazofilów oraz uwalniania z nich preformowanych mediatorów anafilaksji, stymulują one syntezę metabolitów
kwasu arachidonowego w wielu komórkach, np. leukotrienów w komórkach tucznych, amkrofagach i neutrofilach oraz wpływają
obkurczająco na mięśniówkę naczyń
- składniki C3a i C5a wykazują właściwości chemotaktyczne wobec monocytów i neutrofilów
- trombina, kalikreina i plazmina zdolne są do aktywowania dopełniacza
- plazmina może aktywować zarówno C1q jak i bezpośrednio C3 i C5
- kalikreina natomiast aktywuje C1, C5 i czynnik B, a powstały fragment BB jest zdolny z kolei do aktywacji plazminogenu
- w pewnych warunkach dopełniacz może aktywować również zarówno układ krzepnięcia jak i fibrynolizy
- C2a wykazuje właściwość kininopodobną, powoduje wzrost przepuszczalności naczyń i skurcz mięśni gładkich
- C3b, iC3b, C4b ułatwiają fagocytozę przez komórki żerne powodując opsonizację
- C5b-9 uszkadza błonę komórkową i powoduje śmierć komórki

Regulacja układu dopełniacza

- dopełniacz ze swoją zdolnością do tworzenia kanałów w błonie komórkowej, indukowania fagocytozy czy wywoływania degranulacji
komórek tucznych z uwolnieniem bardzo aktywnych biologicznie czynników, jest bronią groźną i bez stałego nadzoru ze strony
różnych mechanizmów regulujących jego aktywność łatwo mógłby prowadzić do uszkodzenia naszych własnych komórek i tkanek
- głównym, choć nie jedynym zadaniem mechanizmów regulujących aktywność dopełniacza jest właśnie zabezpieczenie naszego
organizmu przed jego działaniem
- zabezpieczenie przed działaniem dopełniacza obejmuje z jednej strony zdolność niektórych składników dopełniacza do
spontanicznego rozkładu (konwertazy C3 i C5 drogi klasycznej – czas połowicznego rozkładu ok. 5 minut, konwertazy C3 i C5 drogi
alternatywnej – czas połowicznego rozkładu ok. 12 minut), a z drugiej strony czynne mechanizmy dezaktywacji
- najogólniej mechanizmy i czynniki regulujące można podzielić te związane z błonami komórkowymi i te, które działają w płynach
tkankowych, głównie w osoczu

Błonowe czynniki regulujące aktywność dopełniacza

- należą do nich CR1, DAF, MCP i HRF

CR1

- podobnie jak MCP, C4bp i czynnik H są kofaktorami dla czynnika I rozkładającego C4b i C3b
- dzięki temu kompleksy immunologiczne transportowane przez erytrocyty już w drodze są rozkładane przez czynnik I
- indukując rozkład C4b i C3b, CR1 ma również zdolność inaktywowania konwertaz C3 i C5, chroniąc mające go komórki przed
przypadkową lizą
DAF – czynnik przyspieszający rozkład
- hamuje powstawanie i wybitnie przyspiesza spontaniczny rozpad konwertaz C3 i C5 obydwu dróg
- w stosunku do konwertazy C3 drogi alternatywnej działa więc on przeciwnie do properdyny
- uwalnia C2a i Bb, odpowiednio z konwertazy C3 drogi klasycznej i drogi alternatywnej
- ze względu na powszechne występowanie na wielu komórkach stanowi obok MCP ważne ich zabezpieczenie przed dopełniaczem
- poza krwinkami występuje na komórkach śródbłonka i wielu innych komórkach
- zapobiega on również formowaniu się konwertaz C3
- otrzymano już dzięki inżynierii genetycznej rozpuszczalny DAF który może znaleźć zastosowanie w hamowaniu niektórych reakcji
zapalnych

MCP – błonowy kofaktor białkowy
- obecny prawie na wszystkich jądrzastych komórkach
- wiąże składniki C3b i C4b znajdujące się w stanie wolnym lub obecne w konwertazie
- ma bardzo podobną funkcję do CR1
- jest kofaktorem dla czynnika I i podobnie jak DAF zapobiega formowaniu się na powierzchni błony konwertaz C3
- jest zarazem receptorem komórkowym dla wirusa odry

Protektyna
- występuje w błonie wielu komórek wiąże C8 i C9
- hamuje ona polimeryzację C9, formowanie się kompleksu atakującego błonę i tworzenie kanałów
- podobnie ale słabiej działa HRF – czynnik restrykcji homologicznej

- DAF, protektyna i HRF są umocowane w błonie przez łącznik z glikozylofosfatydyloinozytolu, co umożliwia im dużą ruchliwość w
błonie komórkowej zwiększając efektywność działania
- niektóre białka błonowe z tej grupy, szczególnie DAF, MCP, wykorzystywane są przez pewne mikroorganizmy do zakażania
komórek

Osoczowe czynniki regulujące aktywność dopełniacza

Inhibitor C1
- należący do inhibitorów proteaz serynowych wiąże aktywny C1r i C1s blokując dalszą aktywację
- jest to ważne biorąc pod uwagę zdolność C1q do powolnej autoaktywacji
- zabezpiecza on przed konsekwencjami spontanicznej aktywacji, natomiast silne aktywatory klasycznej drogi aktywacji dopełniacza,
np. kompleksy immunologiczne, przełamują tę blokadę

Czynnik I – inaktywator C3b/C4b
- jest proteazą osocza rozkładającą C3b i C4b zarówno wolne, jak i związane w konwertazach
- przecina on łańcuch α C3b w dwóch miejscach uwalniając mały fragment C3f i pozostawiając cytolitycznie nieaktywny fragment
iC3b
- tnąc łańcuch α w obrębie iC3b w trzecim miejscu uwalnia z iC3b fragment C3dg pozostawiając C3c
- trypsyna, plazmina i inne enzymy również zdolne są do rozkładu iC3b, a także rozkładają C3dg na C3d i C3g, natomiast rozkład
C3c prowadzi do uwolnienia fragmentu C3e
- kofaktorem czynnika I są w błonach komórkowych CR1, CR2 i MCP, a w płynach tkankowych czynnik H i białko wiążące C4

Białko wiążące C4
- przyspiesza, wiążąc C4b, zarówno spontaniczny, jak również wywołany przez czynnik I rozpad konwertazy C3 drogi klasycznej
- czynnik H wiążąc C3b działa analogicznie w stosunku do konwertazy C3 drogi alternatywnej a więc obydwa białka sa zarazem
kofaktorami dla czynnika I

- do inaktywatorów anafilatoksyn należą karboksypeptydazy N i R inaktywujące anafilatoksyny C4a, C3a i C5a
- witronektyna (zwana białkiem S) wiąże się z kompleksem C5b-7 i nie blokując przyłączenia C8 i C9 uniemożliwia polimeryzację C9,
ponadto hamuje łączenie się kompleksu C5b-7 z błoną komórkową
- komórki jądrzaste są lepiej zabezpieczone przed atakiem dopełniacza niż erytrocyty, dodatkowym mechanizmem obrony komórek
przed konsekwencjami formowania się w błonie kompleksów atakujących błonę jest usuwanie w drodze endocytozy lub egzocytozy
fragmentów błony z wbudowanym kompleksem a także naprawa uszkodzeń w wyniku syntezy lipidów

- w pozytywnej regulacji aktywacji dopełniacza uczestniczą występujące w niewielkim stężeniu przeciwciała przeciw konwertazom C3
drogi alternatywnej i klasycznej, wiążąc i sublimując konwertazę bronią ją przed rozpadem i wydłużają jej okres półtrwania,
przeciwciała te są określane mianem czynników nefrytycznych C3, nadmierne wytwarzanie tych czynników, albo zmniejszone
hamowanie ich aktywności przez przeciwciała antyidiotypowe, może prowadzić do chorób np. kłębuszkowego zapalenia nerek
- immunokonglutyniny są autoprzeciwciałami przeciw związanym składnikom dopełniacza, głównie C3, pojawiają się one w
następstwie zakażeń oraz w stanach zapalnych i mają zdolność aglutynacji (zlepiania) pokrytych dopełniaczem cząsteczek i
mikroorganizmów
- w razie wtargnięcia obcej komórki mechanizmy aktywujące przeważają nad hamującymi – własne tkanki mogą ulec uszkodzeniu
- niektóre mikroorganizmy rozwinęły mechanizmy obrony przed dopełniaczem, np.:

wirus krowianki syntetyzuje białko homologiczne do białka wiążącego C4

białka gE i gI wirusa opryszczki wiążą fragmenty Fc przeciwciał i blokują zarówno aktywację dopełniacza jak i
immunofagocytozę

białko M składnik ściany komórkowej niektórych paciorkowców przyłącza selektywnie czynnik H który chroni te bakterie
przed skutkami aktywacji dopełniacza

u niektórych bakterii dopełniacz aktywuje się na długich łańcuchach polisacharydowych z dala od błony komórkowej

pierwotniak Trypanosoma cruzi syntezuje białko podobne do DAF, a niektóre bakterie przywłaszczają sobie w tym celu
czynnik H lub biało wiążące C4b zakażonego człowieka

niektóre pierwotniaki usuwają ze swej błony komórkowej kompleks próbujący je przedziurawić przez wytworzenie
pęcherzyka i oderwanie fragmentu błony z wbudowanym kompleksem

proteazy wydzielane przez niektóre kropidlaki, pierwotniaki i niektóre bakterie rozkładają dopełniacz

- jad kobry tworzy kompleksy mające właściwości konwertazy C3 drogi alternatywnej, konwertaza ta nie podlega inaktywującemu
wpływowi czynnika I oraz H wywołując niehamowaną aktywację dopełniacza

7. Mechanizmy rozpoznawania drobnoustrojów

- aktywacja odporności swoistej (limfocyty) wolna, pierwszą barierą jest odporność nieswoista
- odporność nieswoista rozwija się wobec patogenów obcych, nie reaguje natomiast na tkanki własne, rozpoznaje cząstki
występujące na powierzchni bakterii, pierwotniaków czy grzybów, ale nieobecne na własnych komórkach

odpowiedź nieswoista

odpowiedź swoista

- bardzo szybka (natychmiastowa) nie wymaga wstępnej aktywacji

- rozwija się powoli, czasem wiele dni

- receptory rozpoznające drobnoustroje są niezmienne w ciągu
życia osobnika (dziedziczone z pokolenia na pokolenie)

- receptory rozpoznające antygeny wykształcają się na nowo
nie są dziedziczone

- jest selektywna, celem ataku nie są własne cząsteczki

- jest specyficzna, ale mogą powstawać limfocyty autoreaktywne

- nie pozostawia po sobie trwałej pamięci immunologicznej

- pozostaje po niej zazwyczaj wieloletnia pamięć immunologiczna

- rozwija się niezależnie od odpowiedzi swoistej

- do rozwinięcia niemal zawsze potrzebna odpowiedź nieswoista

miejsce obrony

aktywny komponent

mechanizm działania

skóra

- rogowaciejący nabłonek

- bariera mechaniczna, złuszczający się nabłonek
uniemożliwia kolonizację

drogi oddechowe

- ruch rzęsek, kaszel, kichanie
- wydzieliny śluzowo-surowicze

- wydalanie drobnoustrojów
- przemywanie powierzchni

przewód pokarmowy

- kwas solny

- perystaltyka, złuszczanie się nabłonka
- fizjologiczna flora bakteryjna

- niskie pH uniemożliwiające namnażanie się
drobnoustrojów
- utrudnienie kolonizacji
- wydzielanie bakteriocyn (np. kolicyn) i substancji
przeciwgrzybiczych, konkurencja z mikroorganizmami
patogennymi

krew, wydzieliny

- laktoferyna, transferyna

- interferony, TNF

- lizozym

- wiązanie żelaza niezbędnego do życia mikroorganizmom

- indukcja odpowiedzi immunologicznej, interferowanie z
cyklem życiowym wirusów
- rozkładanie ścian bakterii

inne, obecne wszędzie

- białko C-reaktywne i inne białka ostrej fazy
- komórki żerne, komórki NK
- lizozym (wydzielina nosa, ślina, łzy)

- aktywacja dopełniacza, opsonizacja i fagocytoza
- fagocytoza, cytotoksyczność komórkowa
- rozkładanie ścian bakterii

Rozwój nieswoistej reakcji obronnej organizmu

- trzy etapy reakcji obronnej organizmu:

rozpoznanie drobnoustrojów

zwiększenie przepuszczalności naczyń i utworzenie wysięku zapalnego

ściągnięcie do miejsca inwazji komórek układu odpornościowego

- w wyniku uwolnienia mediatorów (histamina, kininy, leukotrieny) dochodzi do wzrostu przepuszczalności naczyń (sekundy)
- znacznie wolniej następuje wciągnięcie do odpowiedzi komórek układu odpornościowego

Rozpoznawanie drobnoustrojów przez nieswoiste mechanizmy odpornościowe

- większość cząsteczek bakterii mutuje w bardzo szybkim tempie, są jednak takie składowe, których mutacje mogłyby być
niebezpieczne (peptydoglikan ściany komórkowej) więc mutują rzadziej
- najbardziej charakterystyczne cząsteczki drobnoustrojów, selektywnie rozpoznawane przez komórki odpowiedzi nieswoistej,
określane są jako wzorce molekularne związane z patogenami (PAMP), zwane cząsteczkami PAMP, są one typowe dla całych grup
drobnoustrojów (np. LPS składnik ściany komórkowej bakterii G(-), kwas tejchojowy składnik ściany komórkowej bakterii G(+))
- mannany są z kolei uniwersalnym składnikiem otoczek drożdży
- większość bakterii ma DNA zawierające nieliczne metylowane cytozyny w sekwencjach CpG, a wiele wirusów ma materiał
genetyczny zbudowany z dwuniciowego RNA, które nie występują w komórkach eukariotycznych
- receptory dla cząsteczek PAMP określane są jako receptory rozpoznające wzorce (pattern recognition receptors) PRR

Receptory PRR

- najogólniej można je podzielić na trzy grupy: wydzielane, powierzchniowe i wewnątrzkomórkowe
- do każdej grupy należy wiele cząstek o różnej budowie
- nie ma jednego receptora wiążącego i unieszkodliwiającego daną cząstkę, konieczna jest współpraca wielu różnych grup i podgrup
- większość komórkowych PRR bezpośrednio aktywuje komórki do indukcji reakcji zapalnej
- znajdują się one nie tylko na powierzchni komórek układu odpornościowego, niektóre na komórkach nabłonkowych, śródbłonku,
adypocytach, kardiomiocytach i fibroblastach
- to dzięki tej rozproszonej lokalizacji komórki spoza układu odpornościowego jako pierwsze rozpoznają drobnoustroje u wrót
zakażenia i alarmują o potencjalnym zagrożeniu

Wydzielane PRR

- wydzielane receptory rozpoznające wzorce to najczęściej opsoniny, które po przyłączeniu się do powierzchni drobnoustrojów
ułatwiają fagocytozę
- najlepiej poznane przykłady tych receptorów to kolektyny (białko wiążące mannozę, białka A i D surfaktantu) oraz pentraksyny
(białko C-reaktywne, surowicze białko amyloidu, pentraksyna 3), efektywnymi opsoninami są również przeciwciała i składniki
dopełniacza, niektóre z tych białek aktywują składniki dopełniacza na drodze lektynowej
- białko C-reaktywne – należy do białek ostrej fazy, jego wzmożone wytwarzanie obserwuje się w następstwie uszkodzenia tkanek,
zakażenia, reakcji zapalnej, nowotworach, jego stężenie w surowicy może wzrastać w niektórych stanach patologicznych nawet

tysiąckrotnie, podobne właściwości ma pentraksyna 3, oba białka wiążą się z wieloma drobnoustrojami, pełnią rolę opsonin oraz
białek aktywujących dopełniacz
- kolektyny – mają kolagenopodobne ogonki i właściwości lektyn zależnych od Ca2+, a więc białek wiążących wybiórczo
węglowodany i glikoproteiny powierzchniowe wielu komórek, najlepiej poznaną kolektyną jest białko wiążące mannozę (lektyna
wiążąca mannozę), które po opłaszczeniu drobnoustrojów rozpoznawane jest jako receptor na makrofagach i nie tylko indukuje
fagocytozę (lektynofagocytoza) ale także pobudza komórki żerne do zabicia mikroorganizmów, aktywuje też dopełniacz drogą
lektynową, określane mianem praprzeciwciała, chociaż należy do odporności nieswoistej
- do kolektyn należą też konglutynina oraz białka A i D surfaktantu, konglutynina wiąże iC3b i wzmaga fagocytozę mikroorganizmów
opłaszczonych tym fragmentem, białka A i D surfaktantu odgrywają istotną rolę w lokalnej obronie przeciwzakaźnej
- ze względu na podobieństwo budowy do kolektyn zalicza się również składnik C1q dopełniacza
- kolektyny rozpoznają oligosacharydy na powierzchni mikroorganizmów i indukują fagocytozę poprzez receptory wspólne dla
kolektyn i dla C1q, mogą również powodować aglutynację drobnoustrojów, hamując ich inwazyjność i ułatwiać eliminację

Powierzchniowe PRR

powierzchniowe PRR uczestniczące w fagocytozie

- przykłady tego typu receptorów to receptory lektynowe, receptory zmiatacze, niektóre integryny
- po pochłonięciu i wewnątrzkomórkowej degradacji białek pochodzących z drobnoustrojów pojedyncze peptydy prezentowane są w
połączeniu z cz.MHC II
- na monocytach i makrofagach obecne są tak zwane receptory zmiatacze (scavenger receptors), jest ich kilkanaście typów i niektóre
występują również w formie rozpuszczalnej, rozpoznają one między innymi:

acetylowane i utlenowane lipoproteiny o małej gęstości

anionowe polisacharydy, np. siarczan dekstranu i siarczan chondroityny

fosfolipidy, takie jak fosfatydyloseryna i fosfatydyloseryna

- uczestniczą one w usuwaniu mikroorganizmów, ich toksycznych produktów oraz komórek apoptotycznych, receptory zmiatacze
biorą również udział w odkładaniu się cholesterolu w ogniskach miażdżycowych
- bardzo dużą grupę powierzchniowych PRR stanowią lektyny, najważniejszą ich rolą jest wiązanie poli- i oligosacharydów
znajdujących się na powierzchni wielu drobnoustrojów, niektóre (DC-SIGN) pełnią rolę receptorów dla niektórych wirusów (np. HIV),
receptory te mogą również wiązać cząsteczki Ig-podobne (ICAM-1 i –2) uczestnicząc w adhezji i migracji komórek
- również receptory dla fragmentów przeciwciał uczestniczą w fagocytozie

aktywujące receptory z grupy PRR

- należy tu większość receptorów Toll-podobnych (TLR), nie uczestniczą one w fagocytozie a ich głównym zadaniem jest aktywacja
komórek
- w części zewnątrzkomórkowej receptory te mają domeny bogate w leucynę, natomiast odcinki cytoplazmatyczne są analogiczne do
tych występujących w receptorach dla Il-1, zawierają one domenę TIR (Toll-IL-1-receptor), szlaki przekazywane przez obie grupy
receptorów są bardzo podobne
- zidentyfikowana kilkanaście receptorów TLR (od TLR1 do TLR13), nie dla wszystkich znane są ligandy
- większość spośród tych cząsteczek znajduje się na powierzchni komórek i po związaniu z odpowiednimi cząsteczkami PAMP
przekazują sygnały aktywujące komórki
- niektóre są obecne w fagolizosomach i do ich aktywacji dochodzi dopiero po sfagocytowaniu bakterii i uwolnieniu ligandów dla
receptora
- niektóre z nich mogą tworzyć heterodimery rozpoznając znacznie szerszy wachlarz cząsteczek
- TLR aktywują czynnik transkrypcyjny NF-κB oraz czynnik IRF
- NF-κB jest najważniejszym czynnikiem transkrypcyjnym odpowiedzialnym za indukcję ekspresji kilkudziesięciu mediatorów
prozapalnych
- czynniki IRF natomiast indukują wytwarzanie interferonów α i β
- receptory TLR wiążą również endogenne ligandy, szczególnie te, które w prawidłowych warunkach, znajdują się wewnątrz komórek
(np. białka szoku cieplnego HSP), ale uwalniane są np. w czasie śmierci komórek
- cel tego typu reakcji: wstępna aktywacja i przygotowanie komórek układu odpornościowego do ewentualnego zakażenia po
zranieniu, oparzeniu czy zmiażdżeniu tkanek

Udział receptorów TLR w indukcji odpowiedzi immunologicznej

- TLr4 znajduje się między innymi na powierzchni komórek nabłonkowych jelit i dróg oddechowych, komórkach tłuszczowych oraz
komórkach śródbłonka
- najprawdopodobniej receptor ten uczestniczy w rozpoznawaniu drobnoustrojów już we wrotach zakażenia
- aktywowane w ten sposób komórki nabłonka rozpoczynają wydzielanie chemokin i innych cytokin oraz defensyn, które uczestniczą
w przyciągnięciu do miejsca inwazji komórek układu odpornościowego i niszczeniu mikroorganizmów
- jeśli nabłonkom nie udało się uniemożliwić inwazji drobnoustrojów do akcji wkraczają leukocyty, na których powierzchni również
znajdują się receptory TLR
- makrofagi aktywowane przez TLR4 rozpoczynają produkcję cytokin prozapalnych (Il-1, Il-6, Il-8, Il-12, TNF), mają zwiększone
zdolności do fagocytozy, wytwarzania reaktywnych form tlenu, wydzielania NO i prezentacji antygenów LimT
- ważną rolę odgrywają komórki tuczne, podobnie jak inne leukocyty prekursory powstają w szpiku, dopiero po dotarciu do tkanek
obwodowych różnicują się w dojrzałe komórki tuczne, w tkankach przebywają nawet do kilkunastu miesięcy lokalizując się w pobliżu
naczyń krwionośnych i zakończeń nerwów (skóra, błony śluzowe), powierzchnia komórek tucznych najeżona jest receptorami TLR (2,
4, 6), głównym zadanie komórek tucznych jest amplifikacja wszelkich sygnałów informujących o inwazji drobnoustrojów, główne
mediatory wydzielane przez te komórki (histamina, PAF, LTB4, PGD2) kojarzą się z reakcjami alergicznymi i wstrząsem
anafilaktycznym , komórki tuczne jako jedyne są w stanie syntetyzować i magazynować mediatory takie jak TNF (najsilniejszy
endogenny stymulator neutrofilów), które są uwalniane natychmiast po aktywacji, zatem komórki tuczne nie tylko zwiększają
przepuszczalność naczyń (histamina, prostaglandyny), gwałtownie zwiększając napływ wielu składników osocza, np. przeciwciał,
dopełniacza, ale działają także chemotaktycznie i aktywująco na inne leukocyty wydzielając chemokiny, histaminę czy LTB4, na
dodatek mogą prezentować antygeny drobnoustrojów w połączeniu z cz.MHC II, dzięki obecności na ich powierzchni kostymulatorów
(CD80, CD86) coraz częściej zaliczane są do grupy profesjonalnych komórek prezentujących antygen
- przełomowa dla zainicjowania swoistej odpowiedzi immunologicznej wydaje się aktywacja komórek dendrytycznych, docierają one
do tkanek ze szpiku w postaci niedojrzałej, na tym etapie rozwoju mają bardzo dobrze wykształcone właściwości endocytarne i
pinocytarne, w ciągu doby potrafią pochłonąć materiał objętościowo większy od nich samych, co zazwyczaj nie pociąga za sobą
żadnych konsekwencji, jeśli jednak we wnętrzu komórki dendrytycznej wraz z fagocytowanym materiałem znajdzie się bakteria (jej
składowe aktywujące TLR) wygląda to nagle tak, jakby w gardle stanęła jej kość, natychmiast zmienia swoje właściwości i ulega

aktywacji, co przejawia się pojawieniem się na jej powierzchni receptorów dla chemokin CCL21 i CCL19 wytwarzanych w lokalnym
węźle limfatycznym, komórka dendrytyczna kończy ucztę i zabiera się do szpitala (węzła), po drodze zmienia się również ekspresja
kolejnych cząsteczek na jej powierzchni, pojawiają się cząsteczki kostymulujące (CD80, CD86) oraz zwiększa się ekspresja
cząsteczek prezentujących antygeny (MHC I i II), jednocześnie komórki dendrytyczne rozpoczynają produkcję cytokin TNF, IL-12, IL-
18, stają się profesjonalnymi komórkami prezentującymi antygen
- aktywacja receptorów TLR może być również przyczyną nadmiernego uszkodzenia tkanek, szczególnie w wypadku zbyt silnego
aktywowania akrofagów, skrajnym przykładem jest wstrząs septyczny powodowany przez LPS (LPS wiązany przez surowicze LBP,
przekazywane CD14 na LimB, CD14 tworzy kompleks z TLR4 i stabiliztorem MD-2 i teraz może przekazywać sygnał do aktywacji)

Wewnątrzkomórkowe PRR

- znajdują się w cytoplazmie lub w połączeniu z błonami np. siateczki śródplazmatycznej, fagolizosomów czy też mitochondriów
- służą do wykrywania zakażeń drobnoustrojami wewnątrzkomórkowymi (głównie wirusami i bakteriami)
- niektóre spośród tych receptorów rozpoznają również produkty drobnoustrojów sfagocytowanych, do tej grupy należą niektóre
receptory TLR, receptory NOD-podobne (NOD-like-receptors NLR), helikazy oraz białka indukowane przez interferony
- największą grupę wewnątrzkomórkowych receptorów PRR tworzą receptory NOD-podobne zwane również CATERPILLER, białka te
mają złożoną budowę i zawierają:

domenę LRR (leucine rich receptor) bogatą w leucyny, służącą do rozpoznawania cząsteczek PAMP

domenę NAD (NACHT associated domain) odpowiedzialną za wiązanie nukleotydów oraz za oligomeryzację

domenę efektorową odpowiedzialną za przekazywanie sygnałów aktywujących komórkę, w poszczególnych białkach domena
ta jest odmienna i może być nią domena CARD, PYRIN lub BIR

- do cząsteczek NLR należą między innymi:

białka NOD 1 i 2 – poprzez domenę LRR rozpoznają składniki bakteryjnego peptydoglikanu i aktywują transkrypcyjny NF-κB

trzy podrodziny białek (NALP, NAIP, IPAF), których zadaniem jest utworzenie kompleksu aktywującego kaspazę 1, zwanego
inflamasomem

- kaspaza 1 jest odpowiedzialna między innymi za potranslacyjną modyfikację cytokin z grupy interleukiny 1 (IL-1β, Il-18, Il-33)
- inflamasomy aktywowane są nie tylko przez produkty drobnoustrojów, ale również przez endogenne cząsteczki indukowane w
trakcie stresu, a nawet przez utratę jonów K+ do której dochodzi pod wpływem wielu toksyn bakteryjnych tworzących pory w błonie
komórkowej
- w takich sytuacjach kaspaza 1 aktywowana przez inflamosom aktywuje białka SREBP których zadaniem jest zwiększenie syntezy
cholesterolu i naprawa uszkodzeń w błonie komórkowej
- wewnątrz wielu komórek znajdują się też liczne helikazy RNA, które sa odpowiedzialne za rozpoznawanie dwuniciowego RNA wielu
wirusów
- mutacje w obrębie genów NALP3 są odpowiedzialne za kilka rzadkich chorób autozapalnych spowodowanych spontaniczną
aktywacją inflamasomu, doprowadzającą do wytwarzania dużych ilości Il-1β (bez obecności infekcji)

Funkcja makrofagów i granulocytów

- komórki żerne, do których zaliczamy makrofagi i granulocyty, docierają do miejsca inwazji drobnoustrojów jako pierwsze,
eozynofile i bazofile również mają swój udział w nieswoistej odpowiedzi immunologicznej

Powstawanie

- granulocyty powstają w szpiku z multipotencjalnych komórek macierzystych poprzez komórki macierzyste mielopoetyczne,
mieloblasty, promielocyty, mielocyty i metamielocyty
- neutrofile, najliczniejsze granulocyty, przebywają we krwi mniej niż jeden dzień
- część z nich krąży a część pozostaje w kontakcie ze śródbłonkiem, szczególnie w żyłkach pozawłosowatych
- po opuszczeniu krwi neutrofile przechodzą do tkanek, gdzie żyją zaledwie 1-2 dni
- część z nich przenika przez barierę śluzówkową docierając np. do światła oskrzeli lub przewodu pokarmowego
- prekursory makrofagów również wywodzą się z komórek macierzystych szpiku
- z monoblastów powstają promonocyty, z promonocytów monocyty, które wędrują do krwi, a po kilku dniach opuszczają łożysko
naczyniowe i różnicują się w tkankach w makrofagi
- makrofagi, monocyty i ich prekursory tworzą jednojądrzaste komórki żerne
- ostatecznym wynikiem przekształceń tych komórek mogą być wielojądrzaste komórki olbrzymie, które są zdolne do fagocytozy i
efektu cytotoksycznego

Chemotaksja

- czynniki chemotaktyczne przyciągają komórki żerne do miejsca odpowiedzi zapalnej
- poprzez odpowiednie receptory w błonie komórkowej czynnik chemotaktyczny powoduje przemieszenie się odpowiadającej na niego
komórki w kierunku jego wzrastającego stężenia
- już w kilka sekund po rozpoznaniu czynnika chemotaktycznego neutrofil wysuwa w określonym kierunku swoje pseudopodia, a
następnie zaczyna się przemieszczać
- do czynników chemotaktycznych oddziałujących na granulocyty (głównie neutrofie) oraz (lub) monocyty należą:

fragment C5a i C3a uwalniane w trakcie aktywacji dopełniacza

formylowane peptydy uwalniane przez bakterie (FMLP)

defensyny wytwarzane przez komórki nabłonkowe i neutrofile

Il-1, TNF, TGF-β a przede wszystkim Il-8 i inne cytokiny z grupy chemokin uwalniane przez monocyty i makrofagi

czynniki takie jak: leukotrien LTB4 i PAF uwalniane przez różne komórki, w tym również przez neutrofile

- właściwości chemotaktyczne ma również wiele innych czynników: tyftsyna – tetrapeptyd powstały w wyniku proteolizy łańcucha
ciężkiego immunoglobulin, białko C-reaktywne, α-trombina, kalikreina, galektyny, fragmenty włóknika
- najefektywniejszymi czynnikami tego typu są jednak C5a, LTB4, FMLP i niektóre chemokiny
- niektóre z tych czynników działają chemotaktycznie również na eozynofile (CCL11, CCL5, CCL8, PAF), a nawet na LimT
(limfotaktyny, Il-8)
- pobudzone komórki żerne odpowiadają efektywniej na czynniki chemotaktyczne, a z kolei wiele spośród tych czynników działa na te
komórki nie tylko chemotaktycznie ale i aktywująco (FMLP i Il-8)

Aktywacja

- w trakcie aktywacji leukocyty nabywają wzmożone właściwości cytotoksyczne, w tym bakteriobójcze i potrafią również
przeciwstawić się rozwojowi większości patogenów wewnątrzkomórkowych

- istnieją dwie zasadnicze grupy czynników aktywujących makrofagi: czynniki pochodzenia bakteryjnego aktywujące PRR oraz
pojawiające się znacznie później czynniki uwalniane głównie przez pobudzone komórki tuczne i LimT (cytokiny)
- cytokiną która najsilniej aktywuje makrofagi jest INF-γ, współdziałający z innymi czynnikami aktywującymi, takimi jak: czynnik
zahamowania migracji makrofagów (MIF), GM-CSF, interleukina 2, interleukina 4, chemokiny (CCL2, CCL3) a także M-CSF i TNF
- INF-γ wzmaga ekspresję receptorów dla tych czynników, ale mogą one również działać niezależnie
- ważnym aktywatorem neutrofilów jest Il-8 i inne cytokiny: chemokiny, G-CSF, GM-CSF, a eozynofilów – eotaksyny, CCL3, CCL5
(RANTES), Il-3, Il-5, GM-CSF a także PAF
- co ciekawe około 5% neutrofilów ma na swojej powierzchni immunoreceptory TCRαβ, które są wytwarzane w wyniku aktywacji
białe RAG1 i RAG2 w prekursorach tych komórek, pobudzenie tych receptorów stymuluje wywarzanie Il-8 i przekazuje sygnały
zwiększające przeżycie neutrofilów
- ligandy rozpoznawane przez TCR neutrofilów oraz znaczenie biologiczne tych receptorów nie są znane
- czynniki aktywujące działają przez zwiększenie w leukocytach ekspresji enzymów i innych białek zaangażowanych pośrednio lub
bezpośrednio w ich funkcje cytotoksyczne
- do procesów i mechanizmów które ulegają pobudzeniu w aktywowanych makrofagach należą:

przemiany metaboliczne

właściwości bakteriobójcze

cytotoksyczność w stosunku do komórek nowotworowych

prezentacja antygenów LimT

odpowiedź na czynniki chemotaktyczne

fagocytoza

pinocytoza

przyleganie do podłoża

zawartość enzymów w lizosomach

wydzielanie wielu czynników i cytokin

- proces aktywacji jest przykładem współdziałania i uzupełniania się swoistych i nieswoistych mechanizmów odpowiedzi
immunologicznej
- co prawda LimT posiadają TCR zdolny do precyzyjnego rozpoznawania antygenów, ale jednak wymagają one prezentowania im
tych antygenów przez komórki prezentujące, a w dodatku same LimT nie stanowią skutecznej broni wobec tych intruzów
- komórki żerne i dopełniacz, chociaż nie dysponują swoistymi mechanizmami rozpoznawania obcych antygenów, to jednak
natychmiast są gotowe do przeciwstawienia się infekcji, nawet przy braku swoistych przeciwciał i czynników aktywujących, dochodzi
do aktywacji dopełniacza drogą alternatywną i do fagocytozy
- w tym czasie LimT które rozpoznały już obce antygeny uwalniają wiele czynników, czynniki te z jednej strony umożliwiają LimB
wytwarzanie swoistych przeciwciał, z drugie aktywują komórki żerne
- dochodzi do opłąszczenia drobnoustrojów przeciwciałami i ewentualnie składnikami dopełniacza, umożliwia to immunofagocytozę,
która jest procesem bardzo efektywnym, aktywowane zaś komórki żerne są bardzo skuteczne w niszczeniu mikroorganizmów
- aktywacja leukocytów jest procesem który rozwija się ciągu kilku godzin od zadziałania czynnika aktywującego, osiąga swój szczyt
po około dziesięciu godzinach i przemija w ciągu jednej doby

Zakończenie odpowiedzi immunologicznej

- wydaje się że z jednej strony odpowiedź immunologiczna kończy się samoistnie z powodu braku sygnałów pobudzających po
wyeliminowaniu drobnoustrojów, z drugiej w wyniku działania mechanizmów aktywnie uczestniczących w negatywnej kontroli
procesów zapalnych, najważniejsze z nich to:

hamowanie działania cytokin

endocytoza lub złuszczanie cz.adhezyjnych przez nadmiernie pobudzone komórki śródbłonka

wytwarzanie lipoksyn, rezolwin i protektyn

- działanie cytokin jest regulowane na wielu poziomach
- obok mediatorów prozapalnych wydzielane są czynniki lub cytokiny hamujące procesy zapalne takie jak: Il-10, TGF-β,
prostaglandyny, są one odpowiedzialne między innymi za pobudzenie wydzielania Il-1Ra, cytokiny, która wiążąc się z Il-1R hamuje
przekazywanie sygnałów przez ten receptor
- również niektóre receptory są aktywnie złuszczane z powierzchni komórek i wiążąc cytokinę hamują jej działanie
- wytwarzane są również receptory „wabiki” lub „pułapki” które wiążąc cytokinę na powierzchni komórek uniemozliwiają pobudzenie
receptorów przekazujących sygnały aktywujące

Kooperacja między odpowiedzią nieswoistą a swoistą

- aby odpowiedź immunologiczna była maksymalnie efektywna, niezbędna jest kooperacja między nieswoistymi a swoistymi
mechanizmami odpornościowymi, zatem nieswoista odpowiedź immunologiczna służy nie tylko do powstrzymania infekcji i
opóźniania rozwinięcia się zakażenia, jest również procesem umożliwiającym rozwinięcie się swoistej i perfekcyjnej odpowiedzi
prowadzącej do całkowitego uporania się z drobnoustrojami, po której pozostaje trwał pamięć immunologiczna
- wczesna nieswoista faza wpływa też na to czy aktywowana będzie następnie odpowiedź komórkowa czy humoralna
- w zakażeniach bakteriami G(-) komórki dendrytyczne i makrofagi pobudzane są przez LPS do wytwarzania Il-12, cytokiny
wpływającej na powstawanie Th1, poprzez cytkiny (głównie INF-γ) wydzielane następnie przez te komórki aktywowane są makrofagi,
a LimB pobudzane są do wytwarzania przeciwciał aktywujących dopełniacz i uczestniczących w fagocytozie
- z kolei w przebiegu niektórych zakażeń pasożytniczych indukowane jest wytwarzanie Il-6, która inicjuje wytwarzanie Il-4, ta z kolei
wpływa autokrynowo i paraktynowo na powstawanie komórek Th2, w efekcie pod wpływem Il-4, Il-5, Il-6 oraz Il-13 limfocyty
rozpoczynają produkcję IgE, cytokiny te wpływają również na powstawanie oraz aktywność eozynofilów, bazofilów i komórek
tucznych
- mimo wykształcenia się swoistych Lim T i B nigdy nie są one w stanie same uporać się z drobnoustrojami, ich rola sprowadza się do
oznaczania struktur które mają zostać skutecznie zniszczone przez mechanizmy nieswoiste z udziałem dopełniacza i
immunofagocytozy
- cytokiny wydzielane w tym czasie przez LimTh jeszcze bardziej aktywują komórki żerne do fagocytozy, wpływają także na
zwiększone wytwarzanie składników dopełniacza przez hepatocyty i makrofagi

Reakcja ostrej fazy

- odpowiedzią organizmu na uraz, infekcję lub inne uszkodzenie tkanek jest reakcja zapalna, początkowo miejscowa, później
uogólniona
- wszystkie te zmiany umożliwiają izolację i zniszczenie czynników zakaźnych, aktywację procesów naprawczych i przywrócenie
prawidłowej funkcji tkankom i narządom objętym zmianami
- reakcja ostrej fazy jest elementem odpowiedzi nieswoistej i obejmuje zmiany zachodzące najwcześniej w odpowiedzi na
uszkodzenie tkanek
- przejawia się między innymi gwałtownym wzrostem wytwarzania wielu białek, które nazywamy białkami ostrej fazy:

białko C-reaktywne

surowiczy amyloid A

haptoglobina

alfa1-antychymotrypsyna

fibrynogen

alfa1-antytrypsyna

kwasna alfa1-glikoproteina

alfa2-makroglobulina

fibronektyna

transferyna

albumina

angiotensynogen

czynnik B dopełniacza

składnik C3 dopełniacza

ceruloplazmina

- większość z tych białek jest syntetyzowana w wątrobie a głównym stymulatorem ich syntezy jest interleukina 6
- podobnie do Il-6 działają pod tym względem LIF, OSM, IL-11, IL-1 i TNF
- białka te uczestniczą w zabijaniu mikroorganizmów, zapobiegają uszkadzaniu tkanek przez hydrolazy uwalniane w trakcie reakcji
zapalnej z komórek żernych, CRP wiąże chromatynę z rozpadłych komórek (ochrona przed autoimmunizacją)

8. Fagocytoza i mechanizmy cytotoksyczności komórek żernych

- największe znaczenie ma fagocytoza drobnoustrojów
- jest ona wstępem do ich zabicia po połączeniu się fagosomu i lizosomu pierwotnego w fagolizosom
- neutrofil potrafi w ciągu kilku minut sfagocytować nawet kilkanaście bakterii
- wstępem do fagocytozy jest rozpoznanie i związanie przez komórkę żerną cząsteczki lub komórki która ma ulec fagocytozie i
otoczeniu jej swoimi wypustkami cytoplazmatycznymi
- komórka żerna poprzez odpowiednie receptory może rozpoznać albo bezpośrednio określone struktury w ścianie bakterii albo
pewne czynniki opłaszczające komórkę bakteryjną i ułatwiające fagocytozę, taki proces ułatwienia fagocytozy nazywamy opsonizacją,
a czynniki ułatwiające i wzmagające fagocytozę opsoninami
- najważniejszymi opsoninami są przeciwciała i składniki dopełniacza, dla których komórka żerna ma na swojej powierzchni receptory
a indukowana przez nie fagocytoza określana jest jako immunofagocytoza

Receptory uczestniczące w fagocytozie

Receptory dla fragmentu Fc przeciwciał

- funkcją receptorów dla fragmentu Fc przeciwciał (FcR) może być nie tylko indukowanie fagocytozy, ale także aktywacja komórki np.
do cytotoksyczności zależnej od przeciwciał (ADCC)
- FcR uczestniczące w aktywacji mają w swej części wewątrzkomórkowej aktywujące sekwencje ITAM (immunoreceptor tyrosine-
based activation motifs)
- sekwencje ITAM mogą występować bądź w cytoplazmatycznym odcinku samego receptora (FcγRIIA) bądź w podjednostkach
tworzących wraz z receptorem FcR kompleks przekazujący sygnały (np. podjednostki w FcγRI i FcγRIIIA)
- po związaniu ligandów przez FcR i po agregacji sekwencje ITAM ulegają fosforylacji, co wiąże się z aktywacją białkowych kinaz
tyrozynowych
- FcR nie przenoszące sygnałów aktywujących można podzielić na takie, które w ogóle nie wpływają na aktywację komórek (np.
transportują immunoglobuliny poprzez komórkę) i takie, które hamują aktywację (FcγRIIB), mają one w części wewnątrzkomórkowej
hamujące sekwencje ITIM

Receptory dla fragmentu Fc przeciwciał klasy IgG

- przeciwciała klasy IgG są najefektywniejszymi opsoninami
- indukowana przez nie fagocytoza zależy od obecności na komórkach żernych receptorów dla fragmentu Fc IgG
- istnieją cztery zasadnicze typy tych receptorów: FcγRI (CD64), FcγRII (CD32), FcγRIII (CD16), FcγRIV (CD16b) oraz kilka podtypów
- wszystkie należą do nadrodziny cząsteczek Ig-podobnych i wiążą sekwencje stałe w obrębie łańcucha ciężkiego IgG

FcγRI ma największe powinowactwo do IgG i jest jedynym który wiąże wolne przeciwciała (pozostałe wiążą IgG połączone z
antygenem), występuje konstytutywnie na monocytach i makrofagach, a na neutrofilach pojawia się dopiero w wyniku
aktywacji interferonem γ

FcγRII jest najpowszechniej występującym receptorem dla IgG, obecny jest na większości krwinek białych z wyjątkiem
komórek NK, istnieją trzy zasadnicze odmiany tego receptora: FcγRIIA, FcγRIIB, FCγRIIC kodowane przez trzy różne geny, A
i C są do siebie podobne i występują na monocytach, makrofagach i neutrofilach, a odmiana B na pozostałych, FcγRIIB
występujący na LimB przekazuje LimB sygnał supresyjny (zwrotne hamowanie odpowiedzi humoralnej przez przeciwciała),
uczestniczy również w usuwaniu kompleksów immunologicznych (wysyła sygnał supresyjny do komórek usuwających te
kompleksy i zapobiega wystąpieniu reakcji zapalnej)

FcγRIII jest najważniejszym receptorem uczestniczącym w ADCC, z receptorem tym związana jest para łańcuchów
białkowych, są to dwa łańcuchy γγ, łańcuchy γ i ζ oraz dwa łańcuchy ζζ (identyczne z łańcuchami wchodzącymi w skład
kompleksu CD3), łańcuchy γ wchodzą również w skład FcεRI i mogą wchodzić w skład FcγRI i FcγRII

FcγRIV jest najsłabiej poznanym receptorem, występuje głównie na neutrofilach

- przeciwciała IgG rozpoznające określone cząsteczki obce opłaszczają je, wiążą się z makrofagami i umożliwiają ich fagocytozę,
komórki żerne nie rozpoznają fagocytowanych cząstek, ale fragmenty Fc przyłączonych do nich przeciwciał
- FcγRIIIB może bezpośrednio (bez udziału przeciwciał) wiązać się z niektórymi lektynami na powierzchni bakterii, prowadzi to
również do fagocytozy
- FcγR biorą również udział w regulacji odpowiedzi immunologicznej, prezentacji antygenów, a po związaniu kompleksów
immunologicznych indukują wydzielanie z neutrofilów, monocytów i płytek krwi mediatorów reakcji zapalnej Il-1, Il-6 i TNF, nadają
one mającym je komórkom zdolność do ADCC
- silnym stymulatorem ekspresji FcγR jest INF-γ
- noworodkowy receptor dla IgG – FcRn występujący u człowieka w łożysku na syncytiotrofoblaście, odpowiedzialny za wiązanie
matczynych IgG i transport przez łożysko do krwi płodowej (przypomina bardziej cz.MHC I, zbudowany jest z łańcucha α i β2-
mikroglobuliny), bierze również udział w regulacji IgG w surowicy osób dorosłych
- FcγR mogą również stać się wrotami do zakażenia makrofagów (np. HIV wnika tę drogą do makrofagów)
- negatywna rola również w choroba autoimmunizacyjnych – IgG wiążą się z komórkami organizmu i poprzez receptor FcγR indukują
niszczenie ich przez komórki żerne

Inne receptory dla fragmentu Fc przeciwciał

- FcαRI jest receptorem dla obu podklas IgA, występuje na powierzchni wszystkich komórek pochodzenia szpikowego, jego ekspresję
zwiększają produkty bakteryjne oraz cytokiny prozapalne, a zmniejszają TGF-β i INF-γ, wiąże on przede wszystkim IgA w
kompleksach immunologicznych i uczestniczy w ich fagocytozie, ponadto może uczestniczyć w ADCC makrofagów, eozynofilów i
neutrofilów, szereg obserwacji wskazuje że IgA poprzez swój receptor może indukować niszczenie komórek nowotworowych jeszcze
skuteczniej niż IgG
- Fcα/µR wiąże IgA i IgM, występuje na większości LimB i makrofagach i uczestniczy głównie w fagocytozie drobnoustrojów
- FcεRI występuje na komórkach tucznych, bazofilach, komórkach Langerhansa i eozynofilach, wiąże wolne IgE, z chwilą gdy
ulokowane na powierzchni tych komórek IgE połączą się z antygenem FcεRI indukuje uwolnienie z komórek tucznych i bazofilów
mediatorów reakcji alergicznej
- FcεRII o małym powinowactwie, występuje na Lim B i T, eozynofilach, monocytach, makrofagach, komórkach dendrytycznych i
płytkach krwi, odznacza się odwróconą orientacją w błonie, znajdujący się na LimB wzmaga syntezę różnych klas przeciwciał
ułatwiając prezentację antygenów związanych przez IgE, istnieją dwie odmiany tego receptora FcεRIIA i FcεRIIB, FcεRIIB obecny na
monocytach, makrofagach, eozynofilach i płytkach krwi uczestniczy razem z IgE w ADCC przeciw niektórym pasożytom

- szczególną formą receptora dla Fc przeciwciał jest receptor dla polimerycznych globulin pIgR obecny na podstawnej i bocznej
powierzchni komórek nabłonka jelitowego, który przenosi wydzielnicze IgA i IgM poprzez te komórki drogą transcytozy do światła
jelita
- receptory dla Fc przeciwciał na dojrzałych spoczynkowych LimB, na LimT dopiero po aktywacji

Receptory dla składników dopełniacza

- najważniejsze znaczenie w procesie fagocytozy przypada CR1 i CR3
- receptory te, choć wiążą cząsteczkę lub komórkę opłaszczoną odpowiednim składnikiem dopełniacza to w przeciwieństwie do FcγR
nie indukują na ogół procesu fagocytozy
- aby fagocytoza zaszła przez CR komórka musi dostać odpowiedni sygnał (np. kontakt z czynnikiem aktywującym, albo sygnał
powstający w następstwie związania fragmentu Fc przeciwciała lub fibronektyny)
- niektóre bakterie mogą jednak być fagocytowane ze pośrednictwem CR bez udziału przeciwciał

Mechanizmy zabijania drobnoustrojów przez komórki żerne

- komórki żerne dysponują kilkoma mechanizmami zabijania drobnoustrojów i pasożytów
- choć niektóre zabijane są zewnątrzkomórkowo w wyniku degranulacji leukocytów (duże patogeny np. robaki) to jednak
podstawowym mechanizmem zabijania jest ich niszczenie wewnątrzkomórkowe
- fagosomy wraz z pochłoniętymi drobnoustrojami ulegają fuzji z odpowiednimi ziarnami leukocytów, dochodzi wówczas do tak
zwanej degranulacji wewnątrzkomórkowej
- drobnoustroje zabijane są wówczas w wyniku działania mechanizmów tlenowych lub pozatelnowych
- w pewnych sytuacjach neutrofile wyrzucają z siebie nici DNA, które jak pajęczyna oblepiają drobnoustroje, unieruchomione w ten
sposób bakterie są niszczone przez substancje zawarte w ziarnach wydzielane wraz z materiałem genetycznym
- niektóre wydzielane ziarna neutrofilów są w całości pochłaniane przez makrofagi, które dzięki temu dodatkowemu uzbrojeniu
skuteczniej niszczą drobnoustroje

Mechanizmy tlenowe

- aktywacja oksydazy NADPH będącej kompleksem cząsteczek przenoszących elektrony, obejmującym między innymi cyt b558
- oksydaza NADPH katalizuje powstanie anionorodnika ponadtlenkowego w wyniku przemieszczenia elektronu z NADPH na tlen
cząsteczkowy
- w wyniku działania dysmutazy ponadtlenkowej z anionorodnika ponadtlenkowego powstaje nadtlenek wodoru (część H2O2 jest
następnie redukowana do O2 i H2O przez katalazę)
- z udziałem jonów żelazowych powstają rodniki hydroksylowe
- w reakcji katalizowanej przez mieloperoksydazę powstaje kwas podchlorawy
- w wyniku reakcji kwasu podchlorawego z aminami powstają chloraminy

- najważniejszym etapem jest utworzenie aktywnego kompleksu oksydazy NADPH z podjednostek znajdujących się w błonie i
cytoplazmie
- większość reaktywnych form tlenu działa w fagolizosomie, są one toksyczne nie tylko wobec bakterii ale także grzybów, pasożytów
a nawet komórek nowotworowych
- do najaktywniejszych należą rodnik hydroksylowy i tlen singletowy
- nadtlenek wodoru jest mniej reaktywny i szybko unieczynniany
- reaktywne formy tlenu wydostające się z fagolizosomów są potencjalnie neibezpieczne dla samej komórki (toksyczne i mutagenne),
dlatego są dezaktywowane przez enzymy: dysmutazę ponadtlenkową, katalazę, glutation i tioredoksyny
- mieloperoksydaza zawarta jest w ziarnach azurofilnych neutrofilów i monocytów, brak jej jednak w makrofagach, dlatego tlenowe
bakteriobójcze mechanizmy makrofagów zależą raczej od reaktywnych form tlenu niż od utlenowanych halogenków
- choć sam kwas podchlorawy ma właściwości bakteriobójcze, to jednak niektóre z chlorami powstałe w dalszych reakcjach mogą być
bardziej toksyczne i prawdopodobnie są najefektywniejszymi czynnikami bakteriobójczymi wytwarzanymi przez neutrofile
- zamiast mieloperoksydazy eozynofile zawierają peroksydazę, która używając jonów bromkowych wytwarza kwas podbromawy,
reaguje on z H2O2 co prowadzi do powstania tlenu singletowego, którego raczej nie są w stanie wytwarzać neutrofile
- ponadto HOBr ma sam właściwości bakteriobójcze a także może reagować z aminami wytwarzając toksyczne bromaminy
- efektywnym induktorem powstawania reaktywnych form tlenu w makrofagach jest IFN-γ wspomagany przez Il-4
- ponadto IFN-γ indukuje w makrofagach wraz z TNF, Il-1 i LPS wytwarzanie NO, sam No jest słabym czynnikiem bakteriobójczym,
ale reagując z tlenem tworzy znacznie aktywniejszy dwutlenek azotu, wraz z anionem ponadtlenkowym tworzy peroksyazotyny
(ONOO-)
- inhibitorem syntezy NO są glikokortykosteroidy, Il-4 i TGF-β

Mechanizmy pozatlenowe i czynniki w nich uczestniczące

- neutrofile szczególnie bogate w zestaw ziaren, najwcześniej powstają ziarna azurofilne, potem ziarna swoiste (wtórne), ziarna
trzeciorzędowe w dojrzałych neutrofilach (bogate w żelatynazę) i ziarna wydzielnicze
- fagocytoza rozpoczyna się od opłaszczenia cząsteczki wypustkami fagocytów
- wypustki łączą się powstaje fagosom
- ziarna fagocytów zlewają się z fagosomem, stężenie białek uwolnionych do fagosomu może być bardzo duże
- mechanizmy te umożliwiają zabicie mikroorganizmów których fagocytoza nie stymuluje wytwarzania reaktywnych form tlenu
- bardzo ważną cechą substancji przeciwbakteryjnych jest ich współdziałanie

- czynnik bakteriobójczy zwiększający przepuszczalność (BPI)

jest białkiem kationowym bogatym w lizynę występującym w ziarnach azurofilnych neutrofilów człowieka

jedno z najbardziej bakteriobójczych białek ssaków

pod względem budowy przypomina białko wiążące LPS

działa na bakterie G(-) nie działa natomiast na bakterie G(+) i grzyby

wiąże się z zewnętrzną błoną bakterii i zwiększa jej przepuszczalność dla cząsteczek hydrofobowych (antybiotyków)

aktywuje ponadto bakteryjne enzymy rozkładające fosfolipidy i peptydoglikany

jest także efektywną opsoniną

wiąże i neutralizuje LPS, zmniejsza stężenie endotoksyny bakteryjnej, zapobiega wystąpieniu wstrząsu septycznego

- katepsyna G

glikoproteina występująca podobnie jak BPI w ziarnach azurofilnych neutrofilów

w mniejszych ilościach również w ludzkich monocytach i komórkach tucznych

zabija bakterie G(+), G(-) i grzyby

uwrażliwia również niektóre bakterie na lizozym i działa synergistycznie z elastazą na E.coli

jest proteazą serynową podobną do elastazy neutrofilów, azurocydyny i granzymów LimTc

jej aktywność nie jest jednak konieczna do działania bakteriobójczego i grzybobójczego

wpływa chemotaktycznie na monocyty i limfocyty

- defensyny

duża grupa kationowych białek określana jako peptydowe antybiotyki

w zależności od drobnych różnic w budowie dzielone na dwie grupy: defensyny α i β

do bardzo podobnie działających substancji należą kateliny i ubikwicydyna

do defensyn α należą ludzkie białka neutrofilowe HNP-1, -2, -3, -4 oraz ludzkie defensyny HD zwane kryptydynami

komórki nabłonkowe wielu narządów wytwarzają defensyny β określane jako HBD

działają przeciwbakteryjne, przeciwgrzybioczo i przeciwpasożytniczo

chemoatraktanty

indukują wytwarzanie niektórych chemokin

regulują aktywację dopełniacza

hamują wytwarzanie glikokortykosteroidów

wzmagają proliferację limfocytów

wiążą i neutralizują LPS

neutralizują toksyny bakteryjne

hamują fibrynolizę

pobudzają gojenie się ran

degranulują komórki tuczne

działają przeciwnowotworowo

mechanizm działania polega na wytwarzaniu kanałów w błonie komórkowej mikroorganizmów

defensyna jako białko kationowe może reagować z ujemnie naładowaną ścianą komórkową

- lizozym

obecny w ziarnach azurofilnych i ziarnach swoistych neutrofilów, a także w ziarnach monocytów i makrofagów

występuje również w osoczu krwi, łzach, ślinie, wydzielinach śluzowo-surowiczych dróg oddechowych

zwany również muramidazą

przecina wiązanie β-1,4-glikozydowe między kwasem N-acetylomuraminowym i N-acetyloglukozoaminą

wiązanie to stabilizuje strukturę ściany komórkowej bakterii (szczególnie G(+))

może również spełniać swe funkcje na drodze mechanizmów nieenzymatycznych

- laktoferyna

glikoproteina wykryta w mleku kobiet

podobna do transferyny, wiąże żelazo z 250-krotnie większym powinowactwem

głównie w swoistych ziarnach neutrofilów ale także w osoczu, łzach, nasieniu, wydzielinach śluzowo-surowiczych

działa bakteriostatycznie wiążąc jony Fe3+ niezbędne do życia bakterii

działa bakteriobójczo na niektóre bakterie i hamuje wzrost pewnych grzybów

niektóre bakterie pobierają żelazo poprzez wiązanie właśnie laktoferyny połączonej z jonami żelaza!

- azurocydyna

ziarna azurofilne neutrofilów

proteina homologiczna do elastazy i katepsyny G neutrofilów, nie wykazuje aktywności proteolitycznej

zabija niektóre bakterie i grzyby, jest czynnikiem chamotaktycznym dla monocytów

- kateliny

peptydy kationowe o działaniu podobnym do defensyn

w wyniku działania elastazy uwalniany jest z nich aktywny peptyd wykazujący właściwości bakteriobójcze

wytwarzana przez neutrofile magazynowana w ziarnach swoistych

- kalprotektyna

białko cytoplazmatyczne

efekt bakteriostatyczny głównie poprzez chelatowanie jonów cynku niezbędnych bakteriom do podziałów

- Nramp1

integralne białko błonowe w błonach lizosomów makrofagów

charakter kanału jonowego, który efektywnie usuwa z wnętrza fagolizosomów jony Fe2+ utrudnia namnażanie bak.

- główne białko zasadowe (MBP)

połowa całkowitej zawartości ziaren swoistych eozynofilów

toksyczne w stosunku do wielu robaków pasożytniczych

zdolne również do zabijania pierwotniaków

- białko kationowe eozynofilów (ECP) i neurotoksyna (EDN)

podobnie jak MBP są toksyczne w stosunku do robaków, niektórych pierwotniaków i bakterii

tak jak i MBP toksyczne dla komórek ssaków!

Efekt cytotoksyczny wobec komórek ssaków

- aktywowane makrofagi nabywają również zdolność do zabijania komórek ssaków, szczególnie nowotworowych
- w tym efekcie cytotoksycznym makrofagów uczestniczą między innymi:

TRAIL

TNF

interleukina 1

reaktywne formy tlenu i azotu

proteazy (zarówno lizosomalne jak i związane z błoną komórkową)

-cytotoksyczność z udziałem wymienionych czynników nie musi się wiązać z fagocytozą i może zachodzić pozakomórkowo
- również aktywowane neutrofile mogą się stać cytotoksyczne dla komórek nowotworowych, zakażonych przez wirusy i
prawidłowych!
- makrofagi i monocyty, podobnie jak komórki NK i neutrofile zdolne są do cytotoksyczności komórkowej zależnej od przeciwciał
ADCC

Cytokiny i inne czynniki uwalniane przez makrofagi

- interleukiny 1, 6, 10, 12, 15 i 18
- chemokiny CCL3, CCL4, CCL5, CXCL1, CXCL8 CXCL10
- interferony alfa i beta
- TNF, TRAIL
- czynniki wzrostu: PDGF, FGF, G-CSF, GM-CSF, M-CSF, insulinopodobne czynniki wzrostu
- onkostatyna M, erytropoetyna, LIF, TGF-alfa i TGF-beta
- enzymy: kolagenaza, lipazy, fosfatazy, nukleazy, glikozydazy, cytolityczne proteazy
- inhibitory enzymów: inhibitory plazminy, β2-makroglobulina
- składniki dopełniacza C1, C2, C3, C4, C5, czynnik B i D, properdyna
- reaktywne formy tlenu
- transferyna i transkobalamina
- fibronektyna, PAF, endoteliny, leukotrieny, PGE2

9. Cytokiny

- plejotropia – zdolność określonej cytokiny do oddziaływania na wiele różnych komórek i wywoływania wielu różnych efektów
- redundancja – zdolność wielu różnych cytokin do wywoływania takiego samego efektu
- działanie antagonistyczne - przeciwstawne
- działanie synergistyczne - sumowanie
- zdolność do indukowania sprzężeń zwrotnych – dodatnich i ujemnych
- niektóre cytokiny wytwarzane najpierw jako cząsteczki błonowe uczestniczące w bezpośredniej aktywacji komórek docelowych (TNF
w formie błonowej, pod działaniem metaloproteinazy uwalniany do otoczenia)
- działanie autokrynowe – na komórki wydzielające
- działanie parakrynowe – na komórki w sąsiedztwie wydzielających
- działanie endokrynowe – do krwi i na komórki w innych narządach
- wytwarzane nie tylko przez komórki układu odpornościowego, niemniej określane mianem hormonów układu odpornościowego
- bardzo często wrażliwość limfocytów na cytokiny zależy od ich wcześniejszego rozpoznania antygenu przez TCR lub BCR, tak więc
cytokiny nie działają na wszystkie komórki, ale na te, które rozpoznały antygen i są gotowe do pełnienia swojej efektorowej funkcji
- działanie wielu cytokin jest związane z ich lokalnym wydzielaniem, np. do synapsy immunologicznej (duże i efektywne miejscowe
stężenie)
- trudno osiągnąć pożądany efekt terapeutyczny podając cytokiny, ich działanie sprawdzane in vitro, in vivo często występują reakcje
zaskakujące, mogą np. jedne komórki pobudzać do proliferacji i różnicowania lub wywoływać apoptozę

Receptory dla cytokin

- cytokiny wywierają swoje działanie tylko poprzez receptory
- znamienną cechą receptorów jest to, że ich zewnątrzkomórkowe fragmenty zbudowane są z charakterystycznych domen, domeny
te odpowiedzialne są za swoistość wiązania ligandów, ale mają również wpływ na sposób, w jaki przekazywane będą sygnały po
związaniu cytokiny
- drugą charakterystyczną cechą jest obecność domen wewnątrzkomórkowych, które są odpowiedzialne za inicjowanie sygnałów w
komórce
- część zewnątrzkomórkowa połączona z częścią wewnątrzkomórkową przez fragmenty transbłonowe
- receptory te można podzielić na pięć głównych klas:

I – receptory o budowie Ig-podobnej (Il-1, -18, PDGFR, MCSFR)

II – receptory cytokin klasy I (Il-2,-3,-4,-5,-6-7,-9,-12-15,-21, receptory dla hematopoetyn)

III – receptory dla cytokin klasy II (interferony i rodzina Il-10 – Il-10, -20, -22)

IV – receptory dla cząsteczek nadrodziny TNF

V – receptory sprzężone z białkami G (dla chemokin)

- receptory które tylko raz przenikają przez błonę komórkową muszą ulec polimeryzacji, procesy te są niezbędne do przekazywania
sygnałów, cytokina pełni rolę spoiwa, umożliwiającego horyzontalne przemieszczanie się receptora w błonie
- dopiero w wyniku zbliżenia się do siebie cytoplazmatycznych odcinków receptorów dochodzi do zainicjowania przekazywania
sygnałów na skutek wzajemnej fosforylacji tych odcinków lub białek z nimi związanych
- związanie się cytokin w błonie indukuje szlaki przekazywania sygnałów
- uczestniczą tu między innymi szlaki GTPaz i kinaz MAP, kinazy tyrozynowe z rodziny Src- i Tec-podobnych, kinazy 3-
fosfatydyloinozytolu, większość jednak aktywuje szlak przekazywania sygnału za pomocą kinaz tyrozynowych JAK oraz białek
STAT (po aktywacji tworzą dimery i przemieszczają się do jądra działając jako czynniki transkrypcyjne)

Interleukiny

Interleukina 1

pod tą nazwą kryją się dwie interleukiny – Il-1α (błonowa, działa na cząsteczki w najbliższym pobliżu) i Il-1β
(większość właściwości biologicznych)

oprócz wspomnianych występuje wiele podobnych cytokin, które tworzą rodzinę Il-1

jest jednym z głównych regulatorów odpowiedzi immunologicznej i zapalnej, oddziałując na wszystkie prawie typy
komórek

wydzielana jest głównie przez monocyty i makrofagi z różnych tkanek, a jednym z najefektywniejszych cynników
indukujących jej uwolnienie są LPS i inne produkty mikroorganizmów aktywujące receptory PRR, inne cytokiny i
fragmenty dopełniacza

prócz monocytów i makrofagów Il-1 mogą wydzielać: keratynocyty, chondrocyty, komórki Langerhansa, komórki
gleju, komórki mezangium, komórki śródbłonka a nawet LimB i T

Il-1α i Il-1β są w 25% homologiczne i powstają w komórce z prekursorów w wyniku działania proteazy cysteinowej
ICE zwanej kaspazą 1

Il-1α jest aktywna już jako prekursor

znaleziono 10 receptorów dla tych cytokin

Il-1R1 ma większe powinowactwo do Il-1α, a Il-1R2 ma większe powinowactwo do Il-1β

Il-1R1 znajduje się na większości komórek odpowiadających na Il-1, natomiast Il-1R2 występuje głównie na
neutofilach, monocytach i LimB, nie przewodzi sygnału i zdaje się być receptorem wabikowym (wiążącym i
unieczynniającym) obecnym również w formie rozpuszczalnej

cytoplazmatyczne odcinki receptorów rodziny Il-1 mają domeny TIR (Toll Il-1 receptor) znajdujące się również w
receptorach Toll-podobnych

indukcja, ze współdziałaniem antygenu, wytwarzania Il-2 i indukcja ekspresji receptora dla Il-2

pobudza wytwarzanie IFN-γ przez LimT

pobudza wytwarzanie Il-6 przez makrofagi, komórki śródbłonka i fibroblasty

wpływa na proliferację i różnicowanie LimB (wytwarzanie przeciwciał)

indukuje wzmożone wytwarzanie neutrofilów, monocytów powodując uwalnianie czynników stymulujących
tworzenie kolonii G-CSF, GM-CSF, M-CSF, działa na nie chemotaktycznie

wzmaga uwalnianie histaminy przez bazofile, degranulację eozynofilów i wytwarzanie prostaglandyn (pobudza
syntezę fosfolipazy A2 uwalniając arachidonian z błony komórkowej)

oddziałując na śródbłonek wzmaga jego przepuszczalność

indukuje aktywność prokoagulacyjną (zwiększa syntezę inhibitora aktywatora plazminogenu)

stymuluje wytwarzanie PAF, NO

wzmaga przyleganie limfocytów i neutrofilów do komórek śródbłonka (zwiększona ekspresja selektyny E, ICAM-1 i
VCAM-1)

podwyższa temperaturę ciała (ośrodek termoregulacji)

indukuje senność i jadłowstręt

bierze udział we wczesnych etapach dojrzewania tymocytów

wpływa na czynność komórek dendrytycznych

proliferacja fibroblastów i synowiocytów błony maziowej

synteza białek ostrej fazy w wątrobie

resorbcja i przebudowa kości

katabolizm w komórkach mięśniowych

wzmaga wytwarzanie hormonu adrenokortykotropowego ACTH

monocyty wytwarzają antagonistę receptora dla Il-1 (Il-1Ra), który może brać udział w regulacji zwrotnej

Interleukina 2

uwalniane przede wszystkim przez LimTh (głównie Th1) rozpoznające antygen, ale w mniejszym stopniu także
przez LimTc

ekspresję Il-2 wzmaga sygnał kostymulujący przekazywany przez CD28 (w pobudzonym LimTh wzrasta ekspresja
Il)

najważniejszą funkcją jest regulacja aktywności Lim i ochrona przez autoimmunizacją

leki immunosupresyjne hamują jej wytwarzanie!

jest czynnikiem aktywującym LimTreg, najważniejszy ich czynnik wzrostu!

może również pobudzać proliferację LimTc CD8+ szczególnie tych, które rozpoznają antygen

różnicowanie LimT w kierunku cytotoksycznych

prolifercja i różnicowanie LimB w kooperacji z Il-4 i Il-5

czynnik wzrostu dla LimTh i komórek NK

indukuje wytwarzanie samej siebie, INF-γ, Il-6 i GM-CSF

receptory dla Il-2 (Il-2R) występują nie tylko na olbrzymiej większości aktywowanych LimT i B ale także na
pobudzonych monocytach

istnieją trzy formy receptorów:

funkcjonalny receptor o dużym powinowactwie z łańcuchów α,β i γ

funkcjonalny receptor i pośrednim powinowactwie złożony z łańcucha β i γ

niefunkcjonalny receptor o małym powinowactwie zbudowany z łańcucha α

receptor Il-2R o dużym powinowactwie występuje tylko na pobudzonych Lim T i B i na około 10% spoczynkowych
NK

najważniejszą rolę w przekazywaniu sygnału odgrywa łańcuch β

bierze udział w wygaszaniu reakcji immunologicznej po wyeliminowaniu antygenu (aktywacja LimTreg)

działając na LimT indukuje ekspresję CTLA-4 (przerywa przekazywanie sygnałów przez TCR) i FasL (bezpośrednio
indukuje apoptozę komórek szczególnie aktywowanych LimTh)

Interleukina 3

uwalniane głównie przez aktywowane LimT

czynnik stymulujący krwiotworzenie i oddziałujący na różne linie komórek krwiotwórczych

podobieństwo działania Il-3, GM-CSF i Il-5 wynika między innymi z podobieństwa receptorów dla nich

w przeciwieństwie do GM-CSF wytwarzana daleko od miejsca krwiotworzenia – spotęgowanie tego procesu w
sytuacji wzmożonej reaktywności immunologicznej

czynnik wzrostu komórek tucznych i bazofilów

Interleukina 4

wytwarzana głównie przez pobudzone antygenem lub mitogenem LimTh (głównie Th2), limfocyty NKT, komórki
tuczne i bazofile

receptory dla Il-4 znajdują się na Lim T i B, komórkach tucznych, monocytach, makrofagach, fobroblastach,
komórkach krwiotwórczych i wielu innych

LimB – wzrost proliferacji i wytwarzania IgE (autoimmunizacja) i IgG4, ekspresja cz.MHC I i II, CD80 i CD23

LimT – proliferacja, indukcja różnicowania w kierunku LimTh2, wytwarzanie GM-CSF i G-CSF, cytotoksyczność

komórki tuczne, eozynofile, fibroblasty – proliferacja

monocyty i makrofagi – aktywacja, ekspresja cz.MHC I i II, CD23, wytwarzanie M-CSF i G-CSF, fagocytoza,
cytotoksyczność

krwiotworzenie – granulopoeza, erytropoeza

Interleukina 5

wytwarzana głównie przez LimTh2 i występuje w postaci dimerów

udział w indukowaniu wzrostu i różnicowania eozynofilów

w mniejszym stopniu wpływa również na powstawanie LimB, Tc i bazofilów

pobudza komórki tuczne do uwalniania histaminy

Interleukina 6

wytwarzana przed wszystkim przez monocyty i makrofagi, ale także fibroblasty, komórki śródbłonka, Lim T i B,
keratynocyty i chondrocyty

głównym czynnikiem indukującym jej działanie jest Il-1 a także interferony, TNF, LPS i wirusy

Il-6 hamuje zwrotnie wydzielanie TNF

należy do grupy cytokin o podobnym działaniu, których receptory różnią się łańcuchem α ale mają ten sam łańcuch
β przenoszący sygnał do wnętrza komórek, do rodziny tej należą między innymi Il-6, Il-11, LIF (leukemia inhibitory
factor), OSM (onkostatyna M)

rozpuszczalny receptor dla Il-6 (sIL-6R) wzmaga działanie Il-6 wiążąc się z nią a następnie z obecnym w błonie
komórkowej przenoszącym sygnał łańcuchem β - gp130 (wchodzi w skład wszystkich receptorów rodziny Il-6)

LimB – stymuluje końcowe różnicowanie w kierunku komórek uwalniających immunoglobuliny różnych klas, nie
działa na limfocyty spoczynkowe, ale pobudzone np. Il-4 a szczególnie na LimB które znalazły się już pod wpływem
Il-5

wraz z Il-1 uczestniczy w aktywacji LimT rozpoznających antygen

obok Il-1, TNF i interferonów jest jednym z czynników podwyższający temperaturę ciała

jest czynnikiem wzrostu dla LimB, niestety i dla niektórych szpiczaków człowieka

wzmaga reakcje ostrej fazy

wpływa na krwiotworzenie

pobudza wzrost komórek śródbłonka

wzmaga resorpcje kości

Interleukina 7

wytwarzana głównie przez komórki zrębowe narządów limfatycznych np. szpiku i grasicy

wybitna rola w limfopoezie (limfopoetyna)

ważny czynnik wzrostu i różnicowania zarówno tymocytów jak i limfocytów pro- i pre-B

synergistycznie z Il-6 stymuluje proliferację LimT i obok Il-2 i Il-4 jest jednym z czynników różnicowania LimTc

działa również na monocyty indukując w nich wytwarzanie cytokin prozapalnych

bardzo podobną budowę ma limfopoetyna zrębu grasicy (TSLP) która wiąże się z receptorem zbudowanym z
łańcucha α receptora dla Il-7 (Il-7Rα)

TSLP produkowana przez komórki nabłonkowe, bardzo silnie aktywuje niedojrzałe komórki dendrytyczne,
zwiększając w nich ekspresję CD80, CD86, OX40L oraz chemokin ale (w odróżnieniu od aktywacji przez TLR) nie
indukuje w nich wytwarzania cytokin Il-12, TNF, Il-1β, Il-6

TSLP wytwarzana w dużych ilościach w chorobach alergicznych

TSLP wytwarzana przez komórki nabłonkowe grasicy i ciałek Hassala pobudza grasicze komórki dendrytyczne do
przekształcania autoreaktywnych LimT w naturalne komórki regulatorowe (LimTreg)

Interleukina 8

CXCL8 należy do chemokin

Interleukina 9

wytwarzana przez pobudzone LimT, głównie LimTh2

stymuluje wzrost komórek krwiotwórczych układu czerwonokrwinkowego

stymuluje wzrost komórek tucznych odpowiadających na Il-3

tymocytów płodowych odpowiadających na Il-2

niektórych LimT pomocniczych

reguluje odpowiedź przeciwpasożytniczą

Interleukina 10

strukturalnie przypomina interferony

wytwarzana głównie przez pobudzone LimT szczególnie Th2, ale także LimB, monocyty, makrofagi i keratynocyty

hamuje odpowiedź immunologiczną typu komórkowego i odpowiedź zapalną

hamuje wytwarzanie cytokin przez LimTh1 szczególnie IFN-γ i Il-2

hamje powstawanie LimTh1 pobudzonych przez antygen

hamuje wytwarzanie przez monocyty i makrofagi cytokin, a także reaktywnych związków tlenowych i NO

hamuje ekspresję cz.MHC II na monocytach i zmniejsza zdolność tych komórek do prezentacji antygenów

stymuluje wytwarzanie antagonisty receptora dla Il-1

homologi Il-10 – Il-19, -20, -22, -24, -26

gen BCRF1 wirusa EBV jest bardzo podobny do genu dla Il-10 a wirusowe białko (wirokina) ma właściwości zbliżone
do Il-10, hamuje ono odpowiedź immunologiczną

Interleukina 11

wytwarzana przez komórki zrębowe narządów krwiotwórczych

w skład receptora dla Il-11 wchodzi łańcuch gp130

wraz z Il-3 i trombopoetyną stymuluje powstawanie kolonii megakariocytowych i płytek krwi

stymuluje powstawanie kolonii granulocytów i makrofagów

łącznie z erytropoetyną pobudza tworzenie się kolonii erytroblastycznych

wzmaga wytwarzanie przeciwciał przez LimB

zwiększa syntezę białek ostrej fazy

hamuje syntezę cytokin prozapalnych przez makrofagi

hamuje aktywność lipazy lipoproteinowej i różnicowanie adipocytów

zwiększa wchłanianie żelaza w przewodzie pokarmowym

wpływa na różnicowanie neuronów

Interleukina 12

wytwarzana szczególnie przez APCs (komórki dendrytyczne i makrofagi, lecz nie przez LimB)

mogą ją również wydzielać keratynocyty, granulocyty i komórki tuczne

jej wytwarzanie pobudzają przede wszystkim składniki ścian komórkowych bakterii

biologicznie aktywna jest heterodimerem składającym się z podjednostek p35 i p40

podjednostka p40 może tworzyć homodimer o właściwościach antagonistycznych do Il-12 (hamowanie odrzucania
przeszczepów allogenicznych, leczenie chorób autoimmunizacyjnych)

stymuluje proliferację, aktywację i cytotoksyczność LimT i komórk NK oraz wytwarzanie przez nie IFN-γ i TNF

indukuje powstawanie LimTh1 oraz wzmaga ich aktywność i proliferację

pobudza wytwarzanie niektórych podklas przeciwciał IgG oraz hamuje wytwarzanie IgE

stymuluje niektóre procesy krwiotworzenia in vitro

hamuje powstawanie naczyń (angiogenezę) – działanie przeciwnowotworowe

Interleukina 13

wydzielana głównie przez pobudzone LimTh2, także przez LimTc, komórki NK i komórki tuczne

działanie podobne do Il-4

działa głównie na monocyty i LimB, nie działa na LimT

wzmaga proliferację pobudzonych LimB i zmianę klasy syntetyzowanych przeciwciał na IgE i IgG4

regulacja odpowiedzi przeciwpasożytniczej

Interleukina 14

nie istnieje

Interleukina 15

wytwarzana głównie przez komórki dendrytyczne, pobudzone monocyty i makrofagi oraz fibroblasty

ekspresja w łożysku i mięśniach poprzecznie prążkowanych

wiąże się z podjednostkami receptora dla Il-2 – podobne działanie

działa raczej jako cząsteczka prezentowana limfocytowi przez komórkę dendrytyczną w synapsie immunologicznej

rola w różnicowaniu się komórek progenitorowych krwiotowrzenia w kierunku komórek NK

waży czynnik wzrostu dla LimT pamięci

pobudza cytotoksyczność i proliferację LimTc

zwiększa wydzielanie wielu cytokin przez komórki NK

pobudza proliferację i wytwarzanie przeciwciał (z wyjątkiem IgE i IgG4) przez aktywowane LimB

uczestniczy wraz z Il-3 w różnicowaniu i proliferacji komórek tucznych

wpływ anaboliczny – zwiększa masę mięśni poprzecznie prążkowanych, pobudza angiogenezę

Interleukina 16

określana jako czynnik chemotaktyczny dla limfocytów

w płynach ustrojowych jako homotetramer

receptorem dla niej jest cząsteczka CD4

wytwarzana głównie przez LimTc i LimTh

działając na LimT zwiększa ekspresję receptora dla Il-2 i cz.MHC II

Interleukina 17

kilka podobnych do siebie cząsteczek A-F

wytwarzana przez aktywowane LimT szczególnie Th

pobudzają komórki nabłonkowe, śródbłonkowe i fibroblasty do wytwarzania innych cytokin

współdziałając z innymi cytokinami wzmagają wydzielanie GM-CSF

działają na makrofagi pobudzają je do wytwarzania wielu cytokin

wzmagają dojrzewanie komórek dendrytycznych

wzmaga wytwarzanie neutrofilów

Interleukina 18

strukturalnie podobne do Il-1, funkcjonalnie do Il-12

wytwarzana szczególnie przez makrofagi, ale również przez keratynocyty, komórki nabłonka i osteoblasty

wytwarzana jako prekursor, uaktywnia ją kaspaza 1

działa na różne populacje LimT i komórki NK

indukuje wytwarzanie IFN-γ (jeszcze silniej niż Il-12) i Il-2

wzmaga cytotoksyczność LimTc, komórek NK i LimTh

działając na komórki NK, bazofile i komórki tuczne może również indukować uwalnianie Il-4 i Il-13

wiąże się z dwoma receptorami –Il-18Rα (Il-1R5)- wiązanie i IL-18Rβ (Il-1R7) – przekazywanie sygnałów

receptory te funkcjonalnie i strukturalnie odpowiadają receptorom dla Il-1

ponadto zidentyfikowano rozpuszczalne białko wiążące Il-18 (prawdopodobnie receptor pułapka)

Interleukina 19

homolog Il-10 wytwarzany przez monocyty i makrofagi stymulowane LPS

Interleukina 20

homolog Il-10 wytwarzany przez keratynocyty

Interleukina 21

należy obok Il-2, -4, -7, -9, 15 do hematopoetyn

LimB wraz z Il-7 – proliferacja, wytwarzanie IgG1, IgG3

LimB wraz z Il-4 – spadek proliferacji, spadek wydzielania IgE

LimT aktywowany – wzrost proliferacji

komórki NK – wzrost proliferacji i cytotoksyczności

Interleukina 22

homolog Il-10 wytwarzany przez LimT i komórki tuczne

Interleukina 23-33

Czynniki krwiotwórcze

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

makrofagów

działa nie tylko na komórki prekursorowe szeregu granulocyto-makrofagowego, ale również na dojrzałe komórki
efektorowe tej linii

zwiększa właściwości fagocytarne

zwiększa wytwarzanie cytokin Il-1, Il-6, G-CSF, TNF

zwiększa ekspresję cząsteczek adhezyjnych

zwiększa poziom receptorów dla fragmentów Fc przeciwciał

wpływa na funkcję dojrzałych limfocytów

działając z innymi cytokinami wzmaga cytotoksyczność komórek NK

G-CSF (granulocyte colony stimulating factor) – czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów

wpływa na wytwarzanie neutrofilów w szpiku

rutynowo stosowany w celu wyrównania neutropenii po intensywnej chemioterapii lub radioterapii

może przyspieszać regenerację układu krwiotwórczego po przeszczepieniu szpiku kostnego

M-CSF (macrophage colony stimulating factor) – czynnik stymulujący tworzenie kolonii makrofagów

działa przede wszystkim na monocyty, makrofagi oraz ich komórki progenitorowe

zwiększa właściwości żerne tych komórek

stymuluje wytwarzanie cytokin TNF, INF, Il-1, G-CSF

SCF (stem cell factor) – czynnik komórek macierzystych

cytokina wpływająca na bardzo młode, multipotencjalne komórki macierzyste krwiotworzenia

czynnik wzrostu komórek tucznych i melanocytów

wchodzi w szereg interakcji z innymi czynnikami krwiotwórczymi

Ligand Flt3 (Flt3L)

działa na bardzo wczesne komórki krwiotwórcze

czynnik dojrzewania komórek dendrytycznych

aktywuje cytotoksyczność limfocytów i wykazuje działanie przeciwnowotworowe

erytropoetyna

pobudza tworzenie erytrocytów w szpiku

trombopoetyna

wpływa na dojrzewanie megakariocytów w szpiku, produkcję płytek krwi

Interferony

- wytwarzane i uwalniane w odpowiedzi na zakażenie wirusowe
- wiodąca role w odpowiedzi przeciwwirusowej

Rodzaje interferonów

- interferony typu I α, β, ε, ω, κ wytwarzane przez plazmacytoidalne komórki dendrytyczne (α i ω), keratynocyty (κ) lub fibroblasty
(β), interferon ε wytwarzany jest w łożysku
- interferon typu II – interferon γ wytwarzany jest przez LimT traktowane antygenami, cytokinami lub mitogenami, przez komórki NK
traktowane cytokinami lub komórki NKT oraz w niewielkich ilościach przez aktywowane makrofagi
- niedawno wykryto interferony typu III – trzy interleukiny
- organizm ludzki wytwarza 13 rodzajó INF-α i po jednym rodzaju pozostałych interferonów

Powstawanie interferonów

- interferony α i β są wytwarzane głównie w wyniku zakażenia komórek przez wirusy
- najważniejszymi receptorami pobudzającymi ich syntezę są wewnątrzkomórkowe TLR (wewnątrz wyspecjalizowanych komórek,
głównie dendrytycznych), helikazy RNA oraz białka NODD-LRR (wewnątrz wszystkich komórek organizmu), receptory te pobudzane
są przez wirusowe kwasy nukleinowe
- syntezę interferonów typu I stymulują również cytokiny Il-1, Il-2, TNF
- głównym źródłem INF-α we krwi są plazmacytoidalne komórki dendrytyczne, receptory TLR pobudzane niezależnie od tego czy
pochłonięty przez nie wirus jest w stanie je zakazić (duże znaczenie – białka wirusowe hamują wytwarzanie interferonów)
- komórki dendrytyczne ulegają pobudzeniu nawet przez niewielkie ilości kwasów nukleinowych wirusa uwolnionych z komórek
zakażonych wirusem ulegających apoptozie
- syntezę interferonów pobudza również endotoksyna i kontakt z niektórymi bakteriami i pierwotniakami
- interferon γ wytwarzany przez LimT i komórki NK pobudzone Il-2, -12, -15, -18, -21
- LimT w zależności od pobudzenia antygenem, mitogenem lub wirusem mogą wytwarzać INF-γ lub interferony typu I
- komórki traktowane interferonem wytwarzają go w wyniku stymulacji więcej niż te nietraktowane

Receptory dla interferonów

- heterodimery złożone z dwóch różnych podjednostek
- INF-α, -β i -ω wiążą się z tym samym receptorem złożonym z podjednostek IFNAR1 i IFNAR2
- INF-γ wiąże się z innym receptorem w skład którego wchodzą podjednostki IFNGR1 oraz IFNGR2
- działanie interferonów związane z aktywowaniem wielu genów zwanych stymulowanymi przez interferon (ISG)
- aktywują one kinazy tyrozynowe JAK, które fosforylują białka STAT, które łączą się w homo- lub heterodimery i przechodzą do
jądra i aktywują ekspresję genów docelowych
- wśród kilkuset genów których syntezę stymulują interferony warto wymienić geny kodujące: cz.MHC I i II, łańcuch In uczestniczący
w ekspresji cz.MHC II, receptor dla fragmentu Fc IgG (FcγRI), chemokiny IP10 i MIG, podjednostkę oksydazy NADPH komórek
żernych, indukowaną syntazę tlenku azotu (iNOS), kinazę białkową R i białko Mx

Działanie przeciwwirusowe

- nie wykazują bezpośredniego działania przeciwwirusowego, ale oddziałują na komórki indukując w nich powstawanie czynników
przeciwwirusowych i stanu gotowości przeciwwirusowej
- INF alfa i beta działają przeciwwirusowo znacznie efektywniej niż INF gamma, w dodatku efekt INF gamma zależy od indukowanego
przez niego INF alfa
- interferony pobudzają między innymi syntezę syntetazy oligoizoadenylanowej (wiele enzymów)
- w obecności dwuniciowego RNA indukują powstanie oligonukleotydów adenylanowych (-oligoA), aktywują one z kolei
endorybonukleazę RNazę L (rozkłada wirusowe RNA)
- aktywują kinazę białkową R, hamuje ona translację komórek i tym samym translację i syntezę białek wirusowych (działa tylko w
komórkach zakażonych wirusami o podwójnym RNA)
- aktywują gen Mx, jej produkt GTPaza z rodziny dynamin blokuje transport wirusowych rybonuklein (wirus grypy i wirusy RNA)
- aktywują ekspresję kilku izoform deaminazy adenozynowej (ADA), które deaminują adenozyny w obrębie dwuniciowego RNA
- indukują syntezę APOBEC3 (deaminaza cytozyny) – mutuje DNA wirusa, który staje się podatny na komórkowe nukleazy
- indukują również ekspresję białka p53 – strażnika genomu (indukcja apoptozy zakażonych komórek)
- w wypadu niektórych wirusów interferon hamuje ich wiązanie z komórkami, penetrację a także uwalnianie nukleokapsydu z otoczki
- niektóre wirusy w różny sposób unieczynniają działanie interferonów
- przeciwwirusowe działanie interferonów zależy również od ich wpływu pobudzającego na układ odpornościowy

Wpływ na układ odpornościowy

- nasilają cytotoksyczność LimTc, komórek K, komórek NK
- wzmagają ekspresję cz.MHC
- wzmagają ekspresję niektórych cząsteczek i receptorów powierzchniowych np. CD80, FcR
- aktywują makrofagi
- wzmagają fagocytozę
- indukują wytwarzanie cytokin Il-1, Il-6, TNF, CCL10, CCL9
- jeśli chodzi o działanie na układ odpornościowy to INF-γ jest znacznie aktywniejszy od INF-α, -β
- ułatwia różnicowanie LimTc a także potęguje ADCC, za którą odpowiedzialne są komórki K (zależy od wzmożonej ekspresji FcR na
komórkach K)
- skuteczny aktywator cytotoksyczności komórek NK, makrofagów, wzmagają działanie cytotoksyczne TNF
- wszystkie interferony wzmagają ekspresję cz.MHC I, a INF-γ czyni to dodatkowo w stosunku do cz.MHC II oraz kostymulującej
cząsteczki CD80, najsilniejszy aktywator ich ekspresji
- stymulują również prezentację krzyżową antygenów (wybitne nasilenie prezentacji antygenów LimT)
- zwiększają syntezę antygenów związanych z nowotworem, obecnych na komórkach nowotworowych (łatwiejsze do rozpoznania i
bardziej wrażliwe na atak)

- wrażliwość komórek nowotworowych na cytotoksyczne działanie komórek NK koreluje negatywnie z poziomem ekspresji cz.MHC
(wirusy poprzez INF zwiększają ekspresję MHC, zmniejszają podatność na działanie komórek NK)
- najsilniejszy aktywator makrofagów – INF-γ, aktywowane przez niego makrofagi nabierają właściwości cytotoksycznych, skuteczniej
też fagocytują, są zatrzymywane w miejscu gdzie działa INF i wydzielają reaktywne związki tlenowe, TNF, Il-1 i inne
- INF-γ wraz z innymi cytokinami uczestniczy w różnicowaniu LimB w kierunku komórke uwalniających przeciwciała biorące udział w
immunofagocytozie ADCC

Wpływ na proliferację i różnicowanie komórek

- hamują proliferację i indukują różnicowanie wielu komórek
- ze względu na swe działanie antyproliferacyjne są inhibitorami krwiotworzenia
- INF-γ stymuluje różnicowanie komórek szeregu mieloidalnego w kierunku monocytów
- może stymulować wytwarzanie jednych klas przeciwciał przez LimB a hamować wytwarzanie innych

Zastosowania terapeutyczne

- stosowane w terapii chorób nowotworowych:

białaczki włochatokomórkowej

przewlekłej białaczki szpikowej

szpiczaka

czerniaka złośliwego

raka nerki

raka pęcherza (podanie dopęcherzowe)

raka jajnika (podanie dootrzewnowe)

- działanie przeciwnowotworowe bezpośrednie – hamowanie proliferacji i pobudzanie różnicowania i pośrednie – wzmożone
wytwarzanie cytokin przeciwnowotworowych
- IFN-α - leczenie wirusowego zapalenia wątroby typu B, C i D, a także w zakażeniach ludzkim wirusem brodawczaka HPV
- INF-γ u ludzi z przewlekłą chorobą ziarniniakową

Chemokiny

- cytokiny podobne do siebie pod względem budowy, działające chemotaktycznie, a często również aktywująco na różne populacje
leukocytów
- odznaczają się relatywnie małą masą cząsteczkową
- odgrywają ważną rolę w:

reakcjach zapalnych

odporności przeciwzakaźnej

krwiotworzeniu

limfopoezie

odpowiedzi przeciwnowotworowej

mechanizmie odrzucania przeszczepów

- biorą udział w aktywacji, proliferacji i różnicowaniu leukocytów
- regulują angiogenezę czy tworzenie przerzutów nowotworowych
- ze względu na liczbę cystein i liczbę aminokwasów pomiędzy dwoma pierwszymi cysteinami wyróżnia się:

chemokiny C (jeden mostek cysteinowy)

chemokiny CC (dwa mostki cysteinowe

chemokiny CXC (dwa mostki cysteinowe, jeden aminokwas pomiędzy pierwszymi dwoma cysteinami)

chemokiny CX3C (dwa mostki cysteinowe, trzy aminokwasy pomiędzy pierwszymi dwoma cysteinami)

- podział ze względu na właściwości fizjologiczne:

chemokiny prozapalne (indukowane, wytwarzane w trakcie reakcji zapalnych)

chemokiny limfoidalne (konstytutywne lub homeostatyczne, wytwarzane stale, regulują krążenie populacji limfocytów,
sterują migracją komórek dendrytycznych z tkanek obwodowych do obwodowych narządów limfatycznych, kontrolują
przemieszczanie się dojrzałych tymocytów etc)

- głównym źródłem wielu chemokin są monocyty i makrofagi, ale niemal każda komórka może wytwarzać chemokiny, wytwarzanie
tych cząsteczek zwiększa się po aktywacji, jest też indukowane przez cytokiny prozapalne

chemokiny C: limfotaktyna

chemokiny CC: RANTES, eotaksyny, MCP, MIP

chemokiny CXC: Il-8, GRO-α, ENA-78

chemokiny CX3C: fraktalkina

- receptory dla chemokin: rodopsynopodobne receptory związane z białkiem G, przechodzące siedmiokrotnie przez błonę komórkową
- CXCR4 obok cząsteczki CD4 korecetor dla tak zwanych T-tropowych szczepów wirusa HIV
- niektóre chemokiny wpływają na procesy mielopoezy i limfopoezy, CCL3 i CCL4 wpływają na różnicowanie granulocytów i
monocytów
- CXCL12 – czynnik wzrostu limfocytów pro-B, wraz z Il-7 bardzo silnie pobudza proliferację prekursorów LimB
- regulowanie migracji leukocytów do odpowiednich mikrośrodowisk narządów krwiotwórczych, dojrzewanie w tych narządach wiąże
się z utratą wrażliwości na chemokiny działające na mniej zróżnicowane komórki (utrata receptora lub jego desensytyzacja)
- chemokiny biorą udział w aktywacji mechanizmów efektorowych odporności przeciwzakaźnej, CXCL8 (Il-8) zwiększa fagocytozę i
bakteriobójcza działanie neutrofilów, a CCL2 i CCL3 aktywują monocyty, z kolei eozynofile aktywowane są przez eotaksyny, CCL3 i
CCL5 (RANTES)

Nadrodzina cząsteczek czynnika martwicy nowotworu

- o przynależności do tej grupy decydują podobieństwa w budowie
- cząsteczki nadrodziny TNF wiążą się z receptorami które również charakteryzują się dużą homologią, i tworzą nadrodzinę
receptorów dla cząsteczek TNF-podobnych
- do nadrodziny należą 22 cząsteczki, receptorów jest ponad 30
- cząsteczki nadrodziny TNF ulegają ekspresji w niemal każdej komórce człowieka i uczestniczą w regulacji niezwykle różnorodnych
procesów

TNF i limfotoksyny

- TNF-α - TNF (czynnik martwicy nowotworu, kachektyna)
- TNF-β - limfotoksyna α (LT-α)
- nowa limfotoksyna – limfotoksyna β (LT-β)
- TNF – homotrimer wytwarzany początkowo jako integralne białko błonowe typu II, w wyniku działania metaloproteinazy TACE (TNF
alpha converting enzyme) uwalniany jest do środowiska
- LT-α nie ma postaci błonowej, jest homotrimerem (łańcuchy α) bezpośrednio wydzielanym przez limfocyty
- LT-β - forma błonowa, jest heterotrimerem złożonym z łańcuchów α i β w różnej kombinacji (2αβ, α2β)
- TNF wytwarzany przede wszystkim przez monocyty i makrofagi
- głównym źródłem obu limfotoksyn są natomiast limfocyty
- najsilniejszym bodźcem do wytwarzania TNF jest LPS ścian bakteryjnych, w mniejszym stopniu GM-CSF, M-CSF oraz sam TNF
- w obecności IFN-γ wydzielanie TNF jest jeszcze bardziej wzmagane
- w zakażeniach bakteryjnych (LPS) wydzielane duże ilości TNF i cytokin (głównie Il-1) – wstrząs septyczny, niewydolność
wielonarządowa i śmierć
- w stanach przewlekłych długotrwałe wytwarzanie TNF prowadzi do kacheksji
- patogenną rolę TNF wykazano również w schorzeniach autoimmunizacyjnych, w odrzucaniu przeszczepów, w reakcji GVH (graft
versus host) oraz w przebiegu AIDS
- TNF odpowiedzialny również częściowo za insulinooporność w przebiegu cukrzycy, powstawanie zmian miażdżycowych i
niewydolność krążenia, zapalenie trzustki, alkoholowe uszkodzenie wątroby i wiele innych nieprawidłowości
- TNF wytwarzany również choć w mniejszych ilościach przez keratynocyty, fibroblasty, neutrofile, komórki tuczne oraz limfocyty T i
B (swoiste rozpoznanie antygenu w obecności Il-2)
- geny dla TNF i obu limfotoksyn leżą jako jedyne wśród cytokin w obrębie locus MHC III, między HLA-B a HLA-DR
- region promotorowy genu dla TNF obejmuje sekwencje docelowe dla wielu czynników transkrypcyjnych głównie NF-κB i AP-1
- na komórkach istnieją dwa typy receptorów dla TNF – TNFR1 oraz TNFR2, różniące się masą, stopniem glikozylacji,
powinowactwem do TNF oraz budową głównie części wewnątrzkomórkowej
- oba receptory przekazują komórce odmienne sygnały
- obok TNF oba receptory wiążą również cząsteczki zawierające LT-α (homotrimer)
- heterotrimer łączy się natomiast z receptorem dla limfotoksyn LT-βR, receptor ten może być dodatkowo aktywowany przez inną
cytokinę z tej podrodziny - LIGHT
- receptory dla TNF występują na niemal każdej komórce jądrzastej – niezwykła wielokierunkowość działania TNF
- TNFR2 wiąże głownie postać błonową TNF, TNFR1 wiąże z podobnym powinowactwem zarówno postać błonową jak i rozpuszczalną
- wewnątrzkomórkowa część TNFR1 zawiera około 70-aminokwasową domenę określaną jako domena śmierci (death domain DD),
domena śmierci obecna jest również na wewnątrzkomórkowych odcinkach innych receptorów dla cząsteczek nadrodziny TNF
indukujących apoptozę: Fas, DR2, DR3, TRAIL-R1, TRAIL-R2, DR6, domena śmierci jest odpowiedzialna za aktywację dwóch
niezależnych i przeciwstawnych szlaków w komórce: jeden prowadzi do apoptozy, drugi do aktywacji NF-κB i indukcji ekspresji
kilkudziesięciu genów
- część cytoplazmatyczna TNFR2 wiąże się bezpośrednio z TRAF1 i TRAF2 (białka adaptorowe, nieenzymatyczne) i wiążą się z
różnymi białkami i enzymami uczestniczącymi w przekazywaniu sygnałów
- TNF uruchamia w komórce również inne szlaki obejmujące kinazy białkowe A i C, prowadzące między innymi do aktywacji
czynników transkrypcyjnych NF-AT i AP-1
- jednym z najwcześniejszych sygnałów inicjowanych przez TNF jest aktywacja sfingomielinazy, która rozkłada sfingomielinę błony
komórkowej z wytworzeniem ceramidu, inicjującego również apoptozę i aktywację NF-κB
- w przebiegu niektórych chorób autoimmunizacyjnych, u pacjentów z nowotworami, w trakcie reakcji ostrego odrzucania
przeszczepu oraz w AIDS obserwuje się zwiększone stężenie rozpuszczalnych receptorów dla TNF, białka te w małej ilości, wiążąc
TNF wzmagają jego działanie (stabilizacja aktywnego trimeru i zapobieganie dysocjacji), w dużych stężeniach hamują TNF,
uniemożliwiając wiązanie się z receptorami błonowymi

- efekty biologiczne TNF zależą w dużym stopniu od intensywności jego wydzielania
- gwałtowne wydzielanie dużych ilości TNF prowadzi do:

wystąpienia objawów wstrząsu

wzrostu wydzielania hormonów katabolicznych

zespołu przesiąkania włośniczkowego

ostrej niewydolności oddechowej

martwicy w obrębie przewodu pokarmowego

krwotoku w obrębie nadnerczy

rozsianego wykrzepiania wewnątrznaczyniowego

wysokiej gorączki

- z kolei przewlekłe wydzielanie niewielkich ilości TNF powoduje:

utratę masy ciała

jadłowstręt

katabolizm białek i lipidów

powiększenie wątroby i śledziony

insulinooporność

zmiany zapalne w ścianie wewnętrznej tętnic prowadzące między innymi do zmian miażdżycopodobnych

- TNF wraz z innymi cytokinami może wzmagać proliferację i różnicowanie LimB, a także z Il-2 i Il-6 proliferację LimT
- może również stymulować z Il-2 proliferację i cytotoksyczność komórek NK a także powstawanie komórek LAK i LimTc
- działa chemotaktycznie na monocyty i neutrofile oraz aktywuje je podobnie jak makrofagi
- wzmaga cytotoksyczność monocytów i makrofagów będąc zarazem jednym z mediatorów ich cytotoksyczności
- aktywuje neutrofile, zwiększa ich właściwości fagocytarne i przyspiesza ich uwalnianie ze szpiku
- stymuluje wytwarzanie przez neutrofile reaktywnych związków tlenowych, wzmaga ich właściwości bakteriobójcze i cytotoksyczne
- jest ważnym elementem odporności przeciwzakaźnej
- indukuje uwalnianie wielu cytokin: INF-γ, Il-1, Il-6, GM-CSF, G-CSF, M-CSF, PDGF, NGF, EGF, PAF oraz prostaglandyn i
leukotrienów
- indukuje ekspresję cz.MHC I i wspólnie z INF-γ również cz.MHC II
- działanie przeciwnowotworowe:

bezpośrednie oddziaływanie na komórki nowotworowe

indukowanie zmian w naczyniach krwionośnych nowotworu (indukuje tworzenie skrzepów, przyleganie neutrofilów,
monocytów i limfocytów do śródbłonka – cz.adhezyjne, zwiększa przepuszczalność śródbłonka i uszkadza jego komórki)

pobudzenie przeciwnowotworowej odpowiedzi immunologicznej

indukowanie apoptozy

hamowanie proliferacji

indukowanie różnicowania

wykazuje synergizm z INF-γ

działanie przeciwnowotworowe TNF wzmagają Il-1, Il-2 i Il-12

- zastosowanie kliniczne przeciwnowotworowe jest gorsze niż stosowanie historycznych toksyn Coleya!
- w bardzo wielu chorobach nowotworowych i autoimmunizacyjnych wzrasta stężenie TNF we krwi!
- w chorobach tych blokuje się TNF stosując przeciwciała monoklonalne blokujące TNF albo rozpuszczalne receptory dla TNF
połączone z IgG
- ponieważ LT-α wiąże się z TNFR1 i TNFR2 jej właściwości są zbliżone do TNF (wytwarzana jednak miejscowo w małych stężeniach,
efekty biologiczne ograniczone), wiąże się też z innymi receptorami wywołując unikatowe efekty
- wydaje się że podstawową funkcją limfotoksyn jest udział w rozwoju swoistej odpowiedzi immunologicznej w obwodowych
narządach limfatycznych
- limfotoksyny wytwarzane przez LimB indukują dojrzewanie komórek dendrytycznych grudek

FasL

- należy do nadrodziny TNF
- podobnie jak TNF jest wytwarzanej jako integralne białko błonowe i może zostać uwolnione do otoczenia przez metaloproteinazy
- większość właściwości przypisywana jednak cząsteczce powierzchniowej
- w największych ilościach wytwarzany przez LimT i komórki NK, ale obecny również na komórkach narządów uprzywilejowanych
immunologicznie
- w limfocytach FasL może być gromadzony w specjalnych lizosomach wydzielniczych, które po aktywacji komórek przemieszczane
są do błony komórkowej
- jedną z podstawowych funkcji FasL jest indukowanie apoptozy komórek docelowych z receptorami Fas na swojej powierzchni
(komórki zakażone wirusami lub nowotworowe – nowotworowe mogą same posiadać FasL i uśmiercać LimT!)
- FasL uczestniczy również w negatywnej regulacji odpowiedzi immunologicznej, na aktywowanych LimT pojawiają się receptory Fas,
w wyniku apotpozy indukowanej przez FasL dochodzi do wygaszenia odpowiedzi immunologicznej (eliminacja niepotrzebnych
klonów)
- chroni również oko i jądro przed naciekami w przebiegu infekcji niektórymi wirusami!
- receptor dla FasL – Fas jest integralnym białkiem błonowym, w wyniku alternatywnego cięcia i składania powstaje forma
rozpuszczalna
- niedawno zidentyfikowano również receptor „wabik” DcR3 (niektóre komórki nowotworowe go mają i stają się częściowo
niewrażliwe na działania FasL)

TRAIL (TNF-related apoptosis inducing ligand)

- najbardziej zbliżony budową do FasL
- posiada zdolność do indukowania apoptozy komórek z receptorami
- indukuje apoptozę aktywowanych LimT
- bierze udział w eliminacji zakażonych komórek przez LimTc i makrofagi
- indukuje również apoptozę komórek nowotworowych
- większość prawidłowych komórek oporna na TRAIL (wyjątek to astrocyty i hepatocyty)
- istnieje 5 receptorów dla TRAIL:

receptory śmierci TRAILR1 i TRAILR2 – sygnał do apoptozy

błonowe receptory wabiki TRAILR3 i TRAILR4

rozpuszczalne białko wiążące TRAIL – osteoprotegryna

Inne

MIF – czynnik zahamowania migracji makrofagów

- stymuluje wytwarzanie przez makrofagi H2O2, NO, Il-1, Il-6, TNF
- wzmaga ekspresję cz.MHC II na makrofagach i pobudza je do zabijania mikroorganizmów, a także komórek nowotworowych
- bierze udział w rozwoju nadwrażliwości typu późnego
- stymuluje proliferację LimT synergistycznie z Il-2
- wytwarzany głównie przez monocyty i makrofagi
- blokuje działanie przeciwzapalne glikokortykosteroidów

TGF-ββββ - transformujący czynnik wzrostu beta

- występuje w trzech odmianach i jest wytwarzany przez makrofagi, neutrofile, płytki krwi i limfocyty
- działa przede wszystkim hamująco na proliferację LimB i T oraz komórek NK
- zwiększa wydzielanie wielu cytokin
- hamuje ekspresję cz.MHC II i powstawanie LimTc
- stymuluje powstawanie naczyń, bierze udział w procesie gojenia się ran i procesach naprawczych, zwiększając wytwarzanie białe
macierzy pozakomórkowej
- należy do czynników zwrotnie regulujących odpowiedź immunologiczną, wydzielany przez pobudzone LimT i B
- wzmaga wytwarzanie IgA (przełączanie klas)
- hamuje wydzielanie IgM i IgG
- działa chemotaktycznie na monocyty, neutrofile i LimT

10. Dojrzewanie limfocytów

- prekursory LimT napływają do grasicy już w 7-8 tygodniu ciąży
- powstają one początkowo w płodowym pęcherzyku żółtkowym oraz w wątrobie płodowej
- w późniejszym okresie płodowym oraz po urodzeniu prekursory LimT docierają do grasicy ze szpiku
- w szpiku obecne są komórki macierzyste krwiotowrzenia
- powstają z nich erytrocyty, megakariocyty, granulocyty i monocyty oraz poprzez aktywację czynnika transkrypcyjnego Icaros
również wspólne komórki progenitorowe limfopoezy (CLP)
- z komórek CLP powstają komórki dendrytyczne, komórki NK i LimB, a po pobudzeniu receptorów Notch-1 również limfocyty pre-T
- CLP oraz pre-T dostają się ze szpiku do krwi, stamtąd wędrują do grasicy
- w grasicy z pre-T powstają pro-T, pre-T (znowu) i LimT
- w grasicy z CLP powstają komórki dendrytyczne, komórki NK, LimB i po pobudzeniu receptora Notch-1 limfocyty pro-T
przechodzące w pre-T i LimT

Etapy dojrzewania limfocytów T

- w trakcie dojrzewania tymocytów kilka procesów selekcji
- są to tzw wąskie gardła limfopoezy, w ich następstwie dochodzi do eliminacji 95% dojrzewających komórek
- proces dojrzewania LimT można podzielić na fazę wczesną, w trakcie której dojrzewające LimT nie mają receptora TCR i fazę późną
w której tymocyty mają pełną ekspresję receptorów rozpoznających antygen
- faza wczesna zaczyna się od powstania komórek progenitorowych w szpiku i obejmuje zasiedlenie w grasicy, ekspansję komórek
zasiedlających, ukierunkowanie rozwoju w stronę wczesnych tymocytów, rearanżację genów dla łańcucha β TCR, selekcję β oraz
wyłączenie alleliczne
- w fazie późnej limfocyty poddawane są selekcji pozytywnej i negatywnej

Wczesna faza dojrzewania tymocytów

- najmniej dojrzałe tymocyty nie mają ani kompleksu TCR/CD3, ani cząsteczek CD4 i CD8 – komórki potrójnie ujemne
- można wśród nich wyróżnić dodatkowe subpopulacje odpowiadające kolejnym stadiom dojrzewania
- w wyniku bezpośredniego kontaktu z komórkami zrębu i pod wpływem wydzielanych lokalnie cytokin komórki zasiedlające grasicę
zaczynają intensywnie się dzielić
- musi powstać dużo komórek w których zostanie rozpoczęty proces rearanżacji genów TCR, im więcej komórek przystąpi do
procesu, tym bardziej różnorodne będą TCR
- w każdej komórce rearanżacja odbywa się niezależnie i doprowadza do wytworzenia przypadkowych kombinacji segmentów genów
VDJ (łańcuch β) i VJ (łańcuch α) kodujących różne TCR
- głównym celem procesów zachodzących w grasicy jest wytworzenie takich LimT które:

będą miały prawidłowo zbudowany receptor TCR (rozpoznaje antygeny prezentowane przez własne cz.MHC)

nie będą rozpoznawały własnych antygenów

- komórki docierające do grasicy mają geny kodujące łańcuchy α i β TCR w układzie zarodkowym, jak wszystkie inne komórki
organizmu (wyłączając dojrzałe LimT)
- w grasicy rozpoczyna się proces rearanżacji segmentów genów TCR, bardzo podobny do rearanżacji genów immunoglobulinowych i
doprowadza do wytworzenia receptora TCR złożonego z dwóch różnych łańcuchów α i β
- rearanżacja genów dla tych łańcuchów odbywa się niezależnie i w różnym czasie (najpierw rearanżacja w obrębie locus dla
łańcucha β)
- pod wpływem białek RAG1 i RAG2 dochodzi do rearanżacji losowo wybranych segmentów genów V, D, J z których powstanie część
zmienna (V) łańcucha β TCR
- w wyniku tej rearanżacji oraz z powodu zmienności na złączach może powstać bardzo wiele różnych łańcuchów β
- rearanżacja w każdym tymocycie odbywa się niezależnie i w każdej komórce może powstać inny gen dla łańcucha β
- w trakcie rearanżacja a szczególnie w konsekwencji zmienności na złączach w powstającym genie mogą się pojawić pomyłki, zanim
dojdzie do rearanżacji genów dla łańcucha α TCR musi dojść do sprawdzenia poprawności łańcucha β
- proces sprawdzenia poprawności rearanżacji genów dla łańcucha β nazywany jest selekcją β

- uczestniczy w nim świeżo wytworzony łańcuch β receptora TCR, który tworzy parę z tak zwany zastępczym łańcuchem α
określanym jako pre-TCRα (kodowany przez gen nie ulegający rearanżacjom i identyczny we wszystkich tymocytach)
- jeżeli łańcuch β ma prawidłową budowę (prawidłowa rearanżacja genów) to powstający heterodimer aktywuje mechanizm
warunkujący przeżycie limfocytów (jeśli nie to apoptoza – ponad 70% komórek)
- jednocześnie w limfocytach które z powodzeniem przeszły selekcję β dochodzi do zablokowania rearanżacji genów TCRβ w
chromosomie homologicznym – wyłączenie alleliczne (w wypadku łańcuchów α nie ma wyłączenia!)
- tuż po selekcji β komórki zaczynają wytwarzać CD4 i CD8, intensywnie proliferują (skutek aktywacji pre-TCR)
- do następnych etapów dojrzewania dochodzi wiele komórek które prawidłowo zrearanżowały TCRβ (późne limfocyty pre-T)
- wraz z pojawieniem się CD4 i CD8 dochodzi do zainicjowania rearanżacji genów kodujących TCRα, jednocześnie wygasa ekspresja
pre-Tα

Późna faza dojrzewania tymocytów

- w wyniku selekcji β powstaje duża pula limfocytów podwójnie dodatnich CD4+CD8+, których łańcuchy TCRβ mogą tworzyć pary z
nowo powstającymi łańcuchami TCRα
- komórki te czeka teraz edukacja grasicza, prowadząca do wyłonienia tylko limfocytów przydatnych w odporności
- procesy selekcji zapewniają przechodzenie do kolejnych etapów tych komórek które prawidłowo rearanżują geny kodujące łańcuch
β (selekcja β) lub po rearanżacji genów dla łańcucha α - cały receptor TCR (selekcja pozytywna)
- ponadto w wyniku selekcji pozytywnej dochodzi do restrykcji MHC (w kompleksie z którym MHC będziesz rozpoznawał antygeny,
takie CD zostawiasz)
- selekcja negatywna natomiast prowadzi do usunięcia tych tymocytów które z dużym powinowactwem rozpoznają własne antygeny
- selekcji pozytywnej poddawane są limfocyty podwójnie dodatnie, mające zarówno CD4 jak i CD8, w których doszło do
rearanżacji genów V i J łańcucha α TCR
- celem selekcji pozytywnej jest wyłonienie takich komórek, które:

mają prawidłowo wytworzony receptor TCR oraz

poprzez receptor TCR potrafią rozpoznawać peptyd prezentowany przez autogeniczne cz.MHC

- jeśli dojrzewający tymocyt nie rozpozna żadnego antygenu wówczas po pewnym czasie ulega apoptozie (śmierć z zaniedbania)
- tymocyty starając się za wszelką cenę przeżyć mogą podjąć próbę wytworzenia prawidłowego łańcucha α (wymiana segmentu genu
V na nowy)

- mimo tych starań w wyniku śmierci z zaniedbania ginie ponad 90% tymocytów
- w przebiegu selekcji pozytywnej dochodzi jednocześnie do restrykcji MHC
- te limfocyty które będą rozpoznawać antygeny prezentowane im przez MHC klasy I zachowują ekspresję CD8, a te, które mają
wiązać antygen w kontekście MHC klasy II, pozostają CD4+
- spośród tymocytów, które z powodzeniem przeszły selekcję pozytywną niemal 80% ginie w wyniku selekcji negatywnej
określanej często jako delecja klonalna

ryc 10.2

Komórki uczestniczące w selekcji tymocytów

- w selekcji pozytywnej uczestniczą tylko korowe komórki nabłonkowe (opiekuńcze)
- limfocyty podwójnie dodatnie mają niewiele czasu na rozpoznanie peptydów prezentowanych przez komórki nabłonkowe gdyż żyją
tylko 3-4 dni (po tym okresie apoptoza)
- nie rozstrzygnięto w którym miejscu i kiedy dochodzi do selekcji negatywnej, wydaje się, że selekcja negatywna może występować
zarówno przed jak i po pozytywnej, zwiększając szansę wyeliminowania komórek autoreaktywnych
- w selekcji negatywnej uczestniczą zarówno komórki korowe jak i rdzeniowe komórki nabłonkowe oraz komórki dendrytyczne
rdzenia grasicy
- każda z tych populacji może prezentować limfocytom odrębną pulę peptydów (nie wiadomo czy peptydy tylko z wnętrza grasicy,
czy mogą też docierać drogą krwi)
- komórki dendrytyczne mogą prowadzić prezentację krzyżową (zarówno przez cz.MHC I jak i II)

Mechanizmy selekcji w grasicy

- tymocyty do przeżycia wymagają sygnału hamującego apotpozę
- sygnał ten przez prawidłowy receptor TCR
- głównymi cząsteczkami umożliwiającymi uniknięcie programowanej śmierci są białka Bcl-2 i Bcl-xL
- ekspresja genów kodujących te białka indukowana jest przez wiele sygnałów z których najważniejsze pochodzą od Il-7R i TCR
(poprzez CD3)
- we wczesnych etapach dojrzewania główną rolę w utrzymaniu limfocytów przy życiu pełni Il-7
- w trakcie selekcji β główna rola hamowania apoptozy przypada receptorowi pre-TCR
- w przebiegu selekcji pozytywnej rolę tę przyjmuje TCR, jeśli syganały zbyt słabe lub zbyt silne - endocytoza receptorów, to
apoptoza (selekcja negatywna)
- największy wpływ na selekcję tymocytu ma awidność TCR do peptydów
- podobną awidność mają peptydy słabi agoniści obecne w dużej ilości w grasicy, jak i peptydy silni agoniści obecne w ilości małej

Powstawanie limfocytów T regulatorowych

- rozpoznanie własnych antygenów z dużym powinowactwem niekoniecznie oznacza selekcję negatywną
- pewien odsetek limfocytów T CD4+ rozpoznających własne antygeny (po prezentacji przez cz.MHC II)
rozpoczyna wytwarzanie CD25 oraz czynnika transkrypcyjnego Foxp3 różnicując się w limfocyt regulatorowy
- również niektóre limfocyty T CD8+ po poznaniu własnych antygenów (prezentacja przez cz.MHC I) przekształcają się w limfocyty
regulatorowe mające cząsteczkę CD8αα (klasyczne LimTc mają cząsteczkę CDαβ)

Powstawanie limfocytów Tγγγγδδδδ

- pierwsze etapy dojrzewania tych komórek są wspólne dla limfocytów Tαβ i Tγδ
- wczesne limfocyty pre-T zaczynają rearanżować segmenty genów kodujących podjednostki β,γ lub δ TCR
- podjęcie decyzji o różnicowaniu w kierunku limfocytów Tγδ lub Tαβ odbywa się na etapie limfocytów podwójnie ujemnych
- powstanie jednej linii limfocytów całkowicie wyklucza wytworzenie z nich linii innej (delecja genów w czasie rearanżacji)
- jako pierwsze powstają w grasicy limfocyty Tγδ, są one początkowo monomorficzne (geny w których brak zmienności na złączach)
- opuszczają grasicę i zasiedlają tkanki obwodowe falami
- kolejne fale limfocytów Tγδ mają już zróżnicowane receptory TCR, zbudowane z różnych genów ze śladami zmienności na złączach

Migracja tymocytów w grasicy

- pierwsze prekursory tymocytów docierają do zawiązka grasicy gdy jeszcze nie ma w nim naczyń krwionośnych
- powstające naczynia wnikają do grasicy od strony torebki i wraz z przegrodami łącznotkankowymi penetrują w głąb narządu
- w okolicy podtorebkowej oraz w korze grasicy istnieje bariera krew-grasica
- na granicy kory i rdzenia połączenia między komórkami nabłonka luźniejsze, bariera krew-grasica się rozszczelnia
- to właśnie tędy napływają do grasicy prekursory tymopoezy
- następnie kierują się one do kory w okolicę podtorebkową, mijając przemieszczające się w przeciwnym kierunku (w stronę rdzenia)
bardziej dojrzałe tymocyty
- w regionie korowym tymocyty przechodzą kolejne etapy dojrzewania aż do momentu selekcji pozytywnej
- następnie po przejściu selekcji negatywnej wnikają do naczyń i zasiedlają obwodowe narządy limfatyczne
- najważniejszą rolę w nadawaniu kierunku tej migracji odgrywają chemokiny

Powstawanie komórek NK i limfocytów NKT

- ponad 99% komórek NK dojrzewa w szpiku pod wpływem działania Il-15
- zaledwie 1% powstaje w grasicy ze wspólnego prekursora z LimT
- fenotypowo i funkcjonalnie komórki NK są bardziej podobne do LimT niż LimB

- limfocyty NKT mające markery typowe dla komórek NK oraz receptory TCR rozpoznają antygeny prezentowane przez nieklasyczne
cz.MHC I oraz CD1d

- wydaje się że głównym miejscem ich powstawania jest grasica

Dojrzewanie limfocytów B

- Lim T i B powstają ze wspólnej komórki progenitorowej limfopoezy
- dojrzewanie tych komórek odbywa się jednak w innych narządach, LimB powstają głównie w szpiku
- najważniejszymi czynnikami transkrypcyjnymi determinującymi różnicowanie w kierynku LimB są Pax5 i EBF

Limfocyty pre-pro-B

Pax5
TdT
RAG1/2

Il-7R
CD34
CD10
B220
CXCR4

- określane są tak komórki, w których pojawia się Pax5
- są to pierwsze komórki nieodwołalnie skazane na bycie LimB
- mają one fenotyp CD34+CD10+B220+
- w komórkach tych rozpoczyna się ekspresja genów dla RAG1, RAG2 i transferazy nukleotydów końcowych (TdT) których produkty
uczestniczą w rearanżacji genów dla składowych receptora immunoglobulinowego

Limfocyty pro-B

Pax5
TdT
RAG1/2
V

Il-7R
CD34
CD10
B220
CXCR4
CD19
cz.MHC II

- dochodzi w nich do rearanżacji genów immunoglobulinowych
- na ich powierzchni pojawia się cząsteczka CD19 (marker wszystkich LimB)
- w błonie komórkowej zaczynają się również pojawiać cz.MHC II oraz receptor zbudowany z łańcuchów Igα (CD79a), Igβ (CD79b)
oraz kalneksyny
- łańcuchy są odpowiednikami CD3 w LimT, uczestniczą w przekazywaniu sygnałów przez BCR
- receptor immunoglobulinowy przekazuje komórkom sygnały hamujące apoptozę (jeśli po prawidłowej rearanżacji)
- po wpływem Il-7 oraz Pax5 dochodzi do rearanżacji genów V

, które po połączeniu z segmentem genu µ kodują łańcuch ciężki

przeciwciała µHC

Limfocyty pre-BI duże, proliferujące

Pax5
TdT
RAG1/2
V

µHC
ϕ

ϕL

Il-7R
- (zanik)
CD10
B220
CXCR4
CD19
cz.MHC II
pre-BCR

- pojawia się w nich pre-BCR
- zbudowany jest z łańcucha ciężkiego, który łączy się z dwoma peptydami: V-pre-B oraz 14.1
- te dwa peptydy odpowiadają funkcjonalnie części zmiennej (V) i stałej (C) łańcuchów lekkich i z tego powodu określane jako
łańcuch pseudo-L (ϕL) lub też zastępczy łańcuch lekki
- pojawienie się BCR w błonie jest sygnałem wstrzymującym dalsze rearanżacje genów immunoglobulinowych (wyłączenie alleliczne
– zahamowanie ekspresji genów RAG, sprawdzenie funkcjonalności łańcucha ciężkiego – selekcja pozytywna oraz ekspansja klonalna
prekursorów LimB)

Limfocyty pre-BII małe, nieproliferujące

Pax5
TdT
RAG1/2
V

µHC
ϕL
V

Il-7R
- (zanik)
- CD10
B220
CXCR4
CD19
cz.MHC II
pre-BCR

- rozpoczyna się rearanżacja segmentów genów dla łańcucha lekkiego κ
- jest to moment w którym dochodzi do wznowienia ekspresji genów RAG1/2
- w wypadku niewytworzenia sprawnego łańcucha κ może dojść do rearanżacji genów odpowiedzialnych za powstanie łańcucha λ
- wytworzenie funkcjonalnego łańcucha lekkiego jest sygnałem do powolnego zaniku ekspresji TdT
- w wypadku łańcucha lekkiego nie obserwuje się wyłączenia allelicznego we wszystkich limfocytach

Niedojrzałe limfocyty B

Pax5
- (zanik)
RAG1/2
V

µHC
ϕL
V

κLC, lub λ

λLC

Il-7R
- (zanik)
- (zanik)
B220
CXCR4 (zaczyna zanikać)
CD19
cz.MHC II
- (zamiana)
IgM

- zakończenie rearanżacji genów dla łańcucha lekkiego i pojawienie się na powierzchni komórki dojrzałego receptora
immunoglobulinowego klasy IgM (BCR)

- przez pewien czas znajdują się na nim też pre-BCR
- powstałe w ten sposób limfocyty mogą opuszczać szpik, przedostawać się do krwioobiegu i wędrować do obwodowych narządów
limfatycznych

Dojrzałe limfocyty B

Pax5
- (zanik)
-
V

µHC i/lub δ

δδ

δHC

-
V

κLC, lub λLC

Il-7R
- (zanik)
- (zanik)
B220
- (zanik)
CD19
cz.MHC II
- (zamiana)
IgM
IgD
CD21
CD23

- wytworzenie przez limfocyt łańcucha ciężkiego δ i pojawienie się na powierzchni oprócz BCR IgM, także receptora
immunoglobulinowego IgD
- w komórkach tych zachowana jest ekspresja mRNA dla RAG1 i RAG2 ale nie ulegają one translacji
- pojawieniu się powierzchniowych IgD towarzyszy indukcja ekspresji cz.CD21 i CD23 (będą uczestniczyć w kostymulacji!)

Selekcja pozytywna

- sprawdzenie czy doszło do prawidłowej rearanżacji genów kodujących łańcuch ciężki µ oraz pre-BCR należałoby raczej porównać do
selekcji β wśród LimT niż do selekcji pozytywnej, w procesie tej selekcji nie dochodzi do rozpoznawania konkretnego antygenu
- sama obecność prawidłowego łańcucha w kompleksie z Igα i Igβ wystarcza do przekazania sygnałów hamujących apoptozę
dojrzewającej komórce
- selekcja pozytywna łańcucha ciężkiego µ służy zatem sprawdzeniu czy geny kodujące łańcuch ciężki uległy rearanżacji w
prawidłowej ramce odczytu
- podobnie do przeżycia Lim pre-B niezbędne jest przekazanie sygnału przez pre-BCR
- również w tym procesie wiązanie antygenu nie jest niezbędne (celem jest sprawdzenie czy odpowiedni zrearanżowany łańcuch
ciężki może się łączyć z łańcuchem lekkim-zastępczym)
- jeśli łańcuch ciężki nie uległ połączeniu z λ5 i V-pre-B jest wówczas wiązany przez białko BiP i ulega uwięzieniu w siateczce
śródplazmatycznej
- jeśli natomiast po dotarciu do błony komórkowej rozpozna jakiś antygen, sygnał z BCR powoduje apoptozę (selekcja negatywna) –
potencjalnie autoreaktywny!
- trzecim etapem selekcji jest ekspansja klonów oraz dojrzewanie powinowactwa receptora immunoglobulinowego w grudkach
chłonnych

Selekcja negatywna

- jej celem jest usunięcie LimB autoreaktywnych
- ważna jest awidność autoantygenu do receptora immunoglobulinowego
- duża siła wiązania powoduje, że komórka zostaje skierowana na drogę apoptozy
- mniejsze powinowactwo do antygenu nie wystarcza aby komórka uległa apoptozie, jest jednak wystarczające aby doprowadzić do
anergii limfocytu
- podobnie jak w przypadku dojrzewania tymocytów w grasicy, optymalne jest rozpoznanie antygenu z umiarkowanym
powinowactwem

- na proliferację, dojrzewanie i przeżycie poszczególnych prekursorów LimB mają wpływ dwa czynniki:

stymulacja poprzez pierwotne pre-BCR

bodźce pochodzące od komórek otoczenia

- odpowiednie środowisko do dojrzewania LimB zapewniają w szpiku komórki zrębowe
- ważna jest nie tylko ich bezpośrednia interakcja z LimB, ale i czynniki wydzielane przez te komórki
- bardzo ważną rolę odgrywają Il-7 (receptor dla niej na wszystkich formach rozwojowych), PPBSF, TSLP oraz chemokina CXCL12 (ze
swoim receptorem CXCR4! limfocyty dojrzałe tracą jego ekspresję, dzięki czemu mogą opuścić szpik i dotrzeć do krążenia)

11. Populacje i subpopulacje limfocytów

- różnicowanie na podstawie cz.CD i profilu cytokin

Limfocyty B

- receptory BCR
- cz.MHC klasy I i II
- CD19, CD20, CD21 (CR2), CD22, CD23, CD35 (CR1)
- CD32 (FcγRII)
- CD80, CD86
- w przebiegu odpowiedzi immunologicznej LimB różnicują się w ośrodkach rozmnażania obwodowych narządów limfatycznych w
komórki plazmatyczne i komórki pamięci
- można je podzielić na LimB1 i przeważające liczbowo LimB2
- LimB1 podobnie do limfocytów usytuowanych w strefie brzeżnej śledziony uczestniczą w odpowiedzi na tak zwane antygeny
grasiczoniezależne
- u dorosłego człowieka LimB1 stanowią około 20% LimB krwi obwodowej i śledziony, ale mogą przeważać wśród LimB śledziony
płodowej i krwi pępowinowej
- LimB1 wytwarzają głównie określone przeciwciała klasy IgM
- w trakcie dojrzewania i rekombinacji genów immunoglobulinowych wykorzystują tylko ograniczony zakres segmentów genów V i
wykazują ograniczoną zmienność na złączach
- ich geny immunoglobulinowe nie podlegają hipermutacji
- wytwarzane przez nie przeciwciała charakteryzują się małym powinowactwem do antygenów, są za to wielospecyficzne (wiążą się
też z komórkami własnymi)
- wytwarzane prze LimB1 autoprzeciwciała niekoniecznie jednak muszą być szkodliwe, uczestniczące w autoagresji Ig należą
zazwyczaj bowiem do klasy IgG
- LimB1 uczestniczą głównie w odpowiedzi pierwotnej
- wytwarzane prze nie przeciwciała (nie pobudzone LimB antygenem) należą do pierwszej linii obrony przeciw mikroorganizmom
- LimB1 nie różnicują się w komórki pamięci!
- stanowią pomost między odpornością swoistą i nieswoistą
- LimB2 - standardowe działanie
- subpopulacje wytwarzające TGF-β i Il-10 określane są jako LimBreg (regulatorowe)

Limfocyty T

- receptor TCR
- cz.MHC klasy I
- CD2, CD3, CD4, CD5, CD7, CD8,
- CD28 i CD154 (ligand dla CD40)
- tradycyjnie dzieli się je na: pomocnicze LimTh, cytotoksyczne LimTc, regulatorowe LimTreg
- w zależności od różnic w budowie receptor można je również podzielić na LimTαβ i LimTγδ
- w trakcie prezentowania antygenu, CD4 łączy się z cz.MHC II, a CD8 z cz.MHC I
- LimTh mają najczęściej CD4
- LimTc mają najczęściej CD8
- stosunek limfocytów CD4+ do CD8+ we krwi u zdrowego człowieka powinien wynosić 1,3
- niewielki odsetek dojrzałych limfocytów T z receptorem TCRαβ nie ma cząsteczek CD4 czy CD8, mogą one rozpoznawać antygeny
prezentowane przez cz.CD1 i pod wieloma względami przypominają limfocyty z receptorem TCRγδ

Subpopulacje limfocytów T pomocniczych (LimTh)

- wspomagają odpowiedź typu komórkowego i humoralnego, zarówno przez bezpośredni kontakt jak i przez wydzielane cytokiny
- ułatwiają aktywację, proliferację i różnicowanie LimB, prekursorów LimTc a także pobudzają makrofagi
- mają na swej powierzchni CD4 i rozpoznają antygen prezentowany w połączeniu z cz.MHC II
- obejmują subpopulacje różniące się pod względem czynnościowym LimTh1 i LimTh2
- LimTh1 wzmacniają odpowiedź typu komórkowego, aktywują makrofagi i LimTc, pobudzają wytwarzanie przeciwciał IgG1 i IgG3
aktywujących dopełniacz i najskuteczniej pośredniczących w immunofagocytozie
- LimTh2 pobudzają wytwarzanie przeciwciał IgA,IgG4, IgE i stymulują odpowiedź na poziomie błon śluzowo-surowiczych oraz wzrost
i różnicowanie komórek tucznych i eozynofilów, a tym samym rozwój reakcji alergicznych

Th1

Th2

odpowiedź humoralna
wytwarzanie eozynofilów
odpowiedź komórkowa i nadwrażliwość typu późnego
aktywacja makrofagów
efekty szkodliwe
efekty pożyteczne
profil cytokin
Il-2
Il-3
Il-4
Il-5
Il-6
Il-9
Il-10
Il-13
Il-21
INF-gamma
Limfotoksyna alfa
GM-CSF
pomoc LimB
zdolność do aktywacji makrofagów
rola w powstawaniu eozynofilów i komórek tucznych

++
++

w reumatoidalnym zap.stawóww

nadwrażliwości typu I

+
+

-
-
-
-
-
-

+
+
+
+
+
+

-
-

w nadwrażliwości typu I

w odpowiedzi przeciw bakteriom

+
+
+
+
+
+
+

-
-

- LimTh1 wytwarzają Il-2 (stymulującą cytotoksyczność limfocytów) oraz INF-γ (aktywujący makrofagi) i mają wybitny udział we
wspomaganiu odpowiedzi typu komórkowego, pod względem profilu wydzielanych cytokin przypominają LimTc
- LimTh2 wytwarzają Il-4, -5, -10 i –13 będące czynnikami wzrostu i różnicowania LimB i wspomagają głównie odpowiedź humoralną
- antagonizm odpowiedzi immunologicznej, optymalnemu rozwojowi odpowiedzi typu komórkowego towarzyszy na ogół brak
odpowiedzi typu humoralnego i na odwrót
- LimTh1 wydzielają INF-γ który hamuje proliferację i czynność LimTh2
- LimTh2 uwalniają Il-10, która hamuje wytwarzanie cytokin przez komórki dendrytyczne, makrofagi i LimTh1 (LimTh2 również)
- dewiacja immunologiczna/rozdwojona tolerancja – intensywna aktywacja LimTh2 i odpowiedź humoralna, która zapobiega
rozwojowi odpowiedzi komórkowej, lub rzadziej intensywna aktywacja LimTh1 i odpowiedź komórkowa interferująca z odpowiedzią
humoralną
- za rozwój chorób autoimmunizacyjnych z odpowiedzią komórkową odpowiadają Th1, natomiast za rozwój chorób wywołanych
głównie przez przeciwciała odpowiadają Th2
- LimTh17 – profil cytokin: Il-17, Il-6, TNF, GM-CSF
- LimTh0 – Il-2, Il-3, Il-4, Il-5, Il-10, IFN-γ, GM-CSF
- do proliferacji, różnicowania się I migracji obydwu subpopulacji LimT (Th1, Th2) ważne są sygnały przekazywane przez obecne na
nich cząsteczki CD28 i OX40, których ligandami są odpowiednio cząsteczki CD80/CD86 i OX40L na komórkach prezentujących
antygen
- Il-12, -18, -23, -27 i INF-γ i INF-α wydają się kostymulatorami i czynnikami różnicowania LimTh1
- Il-4 jest autokrynowym czynnikiem wzrostu i różnicowania LimTh2
- w początkowym okresie rozwoju LimTh1 mogą pod wpływem Il-4 przejść w LimTh2, a LimTh2 stymulowane przez Il-12 i przy braku
Il-4 mogą przekształcić się w LimTh1

Subpopulacje limfocytów T regulatorowych (LimTreg)

- markery charakterystyczne: CD4, CTLA-4, Il-2R, GITR, Foxp3
- zabezpieczenie przed autoreaktywnością – delecja autoreaktywnych LimT w grasicy i LimB w szpiku
- kolejnym zabezpieczeniem LimT którym udało się opuścić grasicę jest stan anergii (dziewiczy LimT rozpoznaje antygen na
komórkach prezentujących ale nie otrzymuje kostymulacji)
- oraz zabezpieczenia czynne – aktywność limfocytów Treg
- najistotniejsze procesy w których uczestniczą LimTreg (zarówno korzystne jak i niekorzystne):

hamowanie aktywności autoreaktywnych limfocytów T, zabezpieczenie przed autoagresją

tolerancja na antygeny podane doustnie, czyli tak zwana tolerancja pokarmowa

tolerancja na tak zwane zmienione ligandy peptydowe czyli zmienione antygeny nabierające cech antagonistów

rozwijająca się u pacjentów tolerancja na antygeny związane z nowotworem

tolerancja na przeszczepy allogeniczne, czyli tolerancja transplantacyjna (w niektórych sytuacjach)

blokowanie eliminacji mikroorganizmów co sprzyja infekcji, ale również podtrzymuje aktywność limfocytów pamięci

hamowanie nadmiernej, uszkadzającej tkanki odpowiedzi przeciwzakaźnej i reakcji nadwrażliwości

ochrona płodu przed odrzuceniem przez układ odpornościowy matki

- najważniejsze subpopulacje LimTreg:

limfocyty T CD4+CD25+ Foxp3+ - rozwijające się już w grasicy i znane jako naturalne Treg, których przeżycie i czynność
zależą od Il-2

limfocyty Tr1 – które wydzielają głównie Il-10 i TGF-β

limfocyty Th3 – które wytwarzają głównie związany z błoną TGF-β

- dwie ostatnie populacje określane jako indukowane regulatorowe LimT

- niektóre limfocyty Treg mogą indukować powstawanie innych regulatorowych limfocytów T, co umożliwia przenoszenie tolerancji z
jednego osobnika na drugiego – tak zwana tolerancja infekcyjna
- oddziałują one nie tylko na limfocyty ale również na komórki prezentujące antygen
- wydaje się że w pewnych sytuacjach mogą zabijać efektorowe LimT
- napływając do miejsca, w którym rozwija się odpowiedź immunologiczna, rozpoznają swoiście określony antygen, następnie mogą
hamować nieswoiście odpowiedź również na inne antygeny a nie tylko na ten, który pobudził ich powstanie – supresja
„przypadkowego przechodnia”

Subpopulacje limfocytów T cytotoksycznych (LimTc)

- do efektu cytotoksycznego zdolne są:

limfocyty Tαβ CD8+

limfocyty Tαβ CD4+

limfocyty Tγδ

limfocyty NKT

komórki NK

- LimT CD8+ określane również jako CTL (cytotoxic T lymphocytes) zabijają komórki rozpoznając obce (allogeniczne) cz.MHC I lub
antygeny połączone z własnymi (autogenicznymi) cz.MHC I
- ich główna rola to niszczenie komórek zakażonych przez wirusy i inne mikroorganizmy, a także niszczenie komórek nowotworowych
- profil wydzielanych przez nie cytokin przypomina profil cytokin LimTh1
- podział na LimTc1 i LimTc2 (nie wydzielające IFN-γ, wydzielające za to znaczne ilości Il-4 i Il-5)
- cytotoksyczne LimT CD4+ rozpoznają antygeny prezentowane im przez cz.MHC II
- LimT rozpoznające komórkę zakażoną wirusem mogą również jej nie zabijać, ale uleczyć wydzielając INF-γ
- limfocyty dysponują dwoma zasadniczymi mechanizmami zabijania komórek przez indukcję w nich apoptozy:

zależnej od uwalniania perforyny, granzymów i granulizyny z ziaren cytolitycznych

zależnej od interakcji cz.nadrodziny TNF w błonie komórki efektorowej (FasL, TNF, limfotoksyna alfa, TRAIL, TWEAK) i
cz.nadrodziny TNF-R w błonie komórki docelowej

- LimTc CD8+ zdolne są do zabijania obydwiema drogami, LimTc CD4+ głównie przez FasL
- komórki NK zabijają również obiema drogami, ale przede wszystkim przez wydzielanie ziaren
- limfocyty T (Fas) mogą zabijać bratobójczo pobudzone LimT (FasL) i LimB a nawet zabijać same siebie

Limfocyty T mające receptor TCRγγγγδδδδ

- różnią się nie tylko budową receptora od LimTαβ
- powstają one w grasicy nieco wcześniej
- podczas syntezy ich TCR wykorzystywane są tylko niektóre spośród dostępnych segmentów genów V i J
- rozpoznają one między innymi:

białka szoku cieplnego

tak zwane fosfoantygeny

alkilaminy wytwarzane przez wiele bakterii

cząsteczki MICA i MICB pojawiające się na komórkach zarażonych wirusami, poddanych szokowi cieplnemu, działaniu
rodników tlenowych, na komórkach w których doszło do uszkodzenia DNA i nowotworowych

- uczestniczą w odpowiedzi przeciwzakaźnej i przeciwnowotworowej
- mogą zarówno zabijać komórki zarażona jak i uczestniczyć w regulacji odpowiedzi immunologicznej przez wydzielanie cytokin np.
INF-γ
- większość rozpoznaje antygeny nie poddane obróbce w komórkach prezentujących antygen i nie połączone z cz.MHC
- niektóre mają w swej błonie cz.CD8 a tylko nieliczne CD4
- mogą one rozpoznawać antygeny związane z cząsteczkami CD1
- znaczna ich cześć, podobnie jak komórki NK, przejawia zdolność do spontanicznej, nie podlegającej restrykcji MHC cytotoksyczności
komórkowej zależnej od przeciwciał ADCC
- podobnie jak limfocyty NKT wydaje się, że są one populacją o cechach pośrednich między limfocytami T i komórkami NK, pomost
między odpornością swoistą a nieswoistą
- ekspresja białek szoku cieplnego wzrasta w odpowiedzi na wszelkie czynniki uszkadzające
- limfocyty te rozpoznają białka szoku cieplnego, może dlatego znaczny ich odsetek jest w stanie pobudzenia lub ma cechy
limfocytów pamięci
- mogą rozpoznawać i eliminować zarówno komórki poddane stresom jak i uszkodzone oraz, co nie jest charakterystyczne dla LimT,
bezpośrednio rozpoznawać pewne niebiałkowe antygeny na mikroorganizmach!

Limfocyty NKT (natural killer T cells)

- są subpopulacją limfocytów mających cechy zarówno LimT jak i komórek NK
- w olbrzymiej większości są to limfocyty Tαβ i do rearanżacji ich genów używana jest bardzo mała pula segmentów genów Vα i Vβ
- rozpoznają głownie glikolipidy prezentowane im przez cz.CD1d
- wydzielają w wyniku aktywacji szczególnie dużo Il-4 oraz INF-gamma, ale także Il-13, GM-CSF, chemokinę CCL3, TNF i
limfotoksyny (cytokiny zarówno typu Th1 jak i Th2)
- ważną ich funkcją jest immunoregulacja, a zaburzenia ich czynności sprzyjają rozwojowi chorób autoimmunizacyjnych
- uczestniczą w odporności przeciwzakaźnej
- często są w stanie zabić komórki nowotworowe zarówno przez wydzielanie zawartości ziaren jak i przez FasL
- przez wydzielany INF-gamma aktywują LimTc, komórki NK i makrofagi
- w różnych warunkach mogą one hamować lub stymulować rozwój nowotworu
- występują na ich powierzchni niektóre receptory charakterystyczne dla komórek NK

Komórki veto

- mają zdolność wprowadzania w stan anergii a nawet zabijania rozpoznających je LimT

cecha

komórki NK

limfocyty Tγδ

limfocyty Tαβ

dominujący fenotyp CD
TCR
wachlarz rozpoznawanych komórek docelowych
restrykcja MHC

CD2+3-4-8-
-
szeroki
-

CD2+3+4-8-
+
szeroki
-

CD2+3+4+/8+
+
ograniczony
+

FcγRIII
udział w ADCC
odpowiedź na PHA i ConA
odpowiedź na Il-2

+
+
-
+

+
+
+
+

-
-
+
+

Komórki NK (natural killers)

- limfocyty mające właściwości spontanicznego (bez uprzedniej immunizacji) zabijania komórek docelowych, obejmujących niektóre
komórki nowotworowe i zakażone wirusem
- uczestniczą również w procesach immunoregulacji
- efekt cytotoksyczny przez nie wywoływany nie podlega restrykcji MHC
- stanowią kilkanaście procent limfocytów krwi obwodowej
- większość z nich ma morfologię dużych ziarnistych limfocytów (LGL)
- stanowią populację komórek wykształconych dość wcześnie w rozwoju filogenetycznym i pierwotnych w stosunku do Lim T i B
- ich główną rolą biologiczną jest udział w nadzorze immunologicznym, rozumianym jako zespół mechanizmów immunologicznych
odporności przeciwnowotworowej i przeciwwirusowej

Cechy morfologiczne

- w populacji komórek NK przeważają duże ziarniste limfocyty (LGL)
- charakterystycznym markerem ludzkich komórek NK jest CD56 – izoforma cząsteczki adhezji komórek nerwowych – N-CAM,
warunkującej przyleganie komórek nerwowych i mięśniowych
- inną cząsteczką obecną w dużej liczbie jest CD16 – receptor dla fragmentu Fc przeciwciał IgG (FcγRIII) a także CD161
- definicja najlepiej obrazująca morfologicznie i fenotypowo komórki NK to: duże ziarniste limfocyty CD3-CD16+CD56+

Pochodzenie i subpopulacje komórek NK

- pochodzą z prekursorów dojrzewających w szpiku
- rozwijają się z komórki macierzystej wspólnej dla Lim T i B
- różnicowanie się komórek NK w dojrzałe formy o aktywności cytotoksycznej uzależnione jest od wpływu cytokin wydzielanych przez
komórki zrębu szpiku, najważniejsze z nich to: Il-15, SCF, Flt3L i prawdopodobnie Il-4
- fenotypowym odzwierciedleniem dojrzewania komórek NK jest utrata ekspresji CD34 i ujawnienie się na powierzchni cząstki CD56
- różnicowanie niektórych komórek NK zachodzi również w grasicy
- wyróżnia się 2 główne subpopulacje komórek NK u człowieka: komórki o umiarkowanej ekspresji CD56 i dużej ekspresji CD16
określane czasem mianem NK1 (CD56

dim

CD16+) i komórki o dużej ekspresji CD56, nie mające na powierzchni cząsteczek CD16 tzw.

komórki NK2 (CD56

high

CD16-)

- we krwi to w większości NK1
- komórki NK2 wytwarzają duże ilości GM-CSF, TNF, Il-5, IL-13 i charakteryzują się słabymi właściwościami cytotoksycznymi
- komórki NK1 wytwarzają po aktywacji duże ilości INF-gamma i mają silne właściwości cytotoksyczne
- słaba mobilność, wolne tempo krążenia
- część komórek NK może proliferować w taknkach, czynnikiem wzrostowym w tkankach jest przede wszystkim Il-2, a także Il-12, Il-
15 i Il-21

Efekt cytotoksyczny komórek NK

- komórki NK mogą wywierać efekt cytotoksyczny bezpośrednio bądź za pośrednictwem przeciwciał w procesie ADCC
- efekt cytotoksyczny w mechanizmie bezpośrednim regulowany jest przez dwa rodzaje przeciwstawnych sygnałów: aktywujące i
hamujące przekazywane przez odpowiednie receptory znajdujące się na powierzchni tych komórek
- za pośrednictwem receptorów aktywujących wyzwalane są mechanizmy lityczne prowadzące do śmierci komórki docelowej
- interakcja receptorów hamujących z odpowiednimi cząsteczkami na komórce docelowej prowadzi natomiast do blokowania reakcji
cytotoksycznej
- w zależności od tego które sygnały przeważają komórka docelowa jest eliminowana lub oszczędzana
- ligandami dla receptorów komórek NK mogą być cz.MHC I zarówno klasyczne jak i nieklasyczne a także inne nie poznane bliżej
cząsteczki
- najlepiej scharakteryzowana trzy grupy receptorów (rozpoznające cz.MHC I):

receptory z nadrodziny cząsteczek Ig-podobnych, występujące u człowieka (receptory typu KIR z sekwencjami ITIM
umożliwiającymi przekazywanie sygnału hamującego, lub sekwencjami ITAM umożliwiającymi aktywację, wśród nich
receptory naturalnej cytotoksyczności)

receptory lektynowe CD94 charakterystyczne dla człowieka i gryzoni (nie mają swoich sekwencji mogą się łączyć z białkami
i przekazywać sygnały hamujące lub aktywujące)

receptory lektynowe Ly-49 charakterystyczne tylko dla gryzoni (sekwencja ITIM – hamowanie, sekwencja ITAM –
aktywacja)

- właściwości cytotoksyczne związane przede wszystkim z występowaniem azurofilnych ziaren ze związkami cytotoksycznymi
(perforyna, proteazy serynowe – granzymy, granulizyna oraz białko TIA-1)
- reakcje prowadzące do zabicia komórek docelowych są podobne jak w LimTc
- podobnie do LimTc na komórkach NK zidentyfikowano cząsteczki FasL i TRAIL, za ich pośrednictwem komórki NK mogą indukować
w komórkach nowotworowych apoptozę (jak TNF)
- w zabijaniu komórek docelowych może uczestniczyć NO
- główną rolę w modulacji aktywności NK odgrywa Il-2 (stymuluje proliferację komórek NK i wzmaga aktywność cytotoksyczną)
- ważnymi cytokinami które stymulują aktywność komórek NK są też: interferony, Il-12, Il-18, Il-21 i Il-15 (stymuluje rozwój w
szpiku i umożliwia przeżycie w tkankach i narządach)
- mogą być również aktywowane związkami pochodzenia bakteryjnego za pośrednictwem TLR
- bezpośrednio hamująco na NK działa prostaglandyna PGE

(wydzielana przez monocyty i makrofagi)

- działanie hamujące ma również kortyzol (hydrokortyzon) hormon steroidowy u człowieka wydzielany przez trombocyty PDGF

Zróżnicowanie aktywności komórek NK u ludzi zdrowych

- poziom NK u danego osobnika względnie stabilny, różny jednak u różnych osób!
- u osób starszych większa aktywność NK
- aktywność u kobiet mniejsza w porównaniu z mężczyznami (wpływ żeńskich hormonów płciowych - estrogenów)
- u kobiet w ciąży aktywność NK jeszcze bardziej zmniejszona

Fizjologiczna rola komórek NK

- udział w odporności przeciwnowotworowej, im mniej NK tym większe ryzyko nowotworu, u chorych w początkowym stadium
nowotworu aktywność NK nieco obniżona, u chorych z zaawansowanym nowotworzeniem i przerzutami aktywność NK znacznie
zmniejszona
- uzupełniają działanie LimT – niszczą zmienione komórki których LimT nie są w stanie rozpoznać
- udział w odporności przeciwzakaźnej, wytwarzane miejscowo chemokiny przyciągają komórki NK, komórki NK niszczą bezpośrednio
zakażone komórki (efekt cytotoksyczny) lub też wydzielają INF-gamma i TNF
- w zakażeniach grzybiczych bezpośredni efekt cytotoksyczny
- w zakażeniach pierwotniakami silnie aktywują makrofagi
- rola immunoregulacyjna, wzajemne oddziaływanie z komórkami dendrytycznymi
- miejscem znacznej akumulacji komórek NK jest błona śluzowa macicy w drugiej połowie cyklu menstruacyjnego (po owulacji) oraz
doczesna w początkowym okresie ciąży (komórki NK doczesnowe/maciczne o słabych właściwościach cytolitycznych)
- komórki trofoblastu (przyrównanie do przeszczepu semiallogenicznego) bronią się przed komórkami NK doczesnej dzięki ekspresji
nieklasycznych cząstek MHC klasy I – HLA-G
- uczestniczą w procesie odrzucania przeszczepu szpiku
- zaangażowane w reakcję GVH (graft versus host)

Komórki LAK (lymphokine-activated killers)

- limfocyty uzyskane w warunkach doświadczalnych po stymulacji dużą ilością Il-2
- efekt cytotoksyczny wobec świeżo izolowanych autologicznych komórek nowotworowych
- zakres działania znacznie szerszy niż NK

Cytotoksyczność komórkowa zależna od przeciwciał (ADCC)

- do zabicia komórki docelowej w ADCC konieczny jest jednoczesny udział przeciwciał i komórek efektorowych
- przeciwciała opłaszczają komórkę docelową warunkując swoistość reakcji, natomiast komórki efektorowe, wiążąc fragmenty Fc tych
przeciwciał, warunkują efekt cytotoksyczny
- w zjawisku ADCC może uczestniczyć wielkość leukocytów: komórki NK (LGL), makrofagi, monocyty, niektóre LimT, neutrofile,
eozynofile, a także trombocyty
- efekt ADCC mogą również wywierać komórki niektórych linii nowotworowych

12. Krążenie limfocytów

- mechanizmem ułatwiającym rozpoznawanie antygenu przez dziewicze limfocyty jest ograniczenie trasy ich wędrówki
- komórki te krążą pomiędzy obwodowymi narządami limfatycznymi ale nie mają możliwości wnikania do tkanek obwodowych
- jednocześnie do węzłów, kępek Peyera czy też śledziony nieustannie docierają komórki dendrytyczne, które w obwodowych
narządach limfatycznych prezentują dziewiczym limfocytom antygeny pochodzące z cząstek fagocytowanych i endocytowanych w
różnych tkankach i we krwi
- dziewicze limfocyty muszą rozpoznać antygen aby przeżyć
- w krążeniu przebywają krótko (małe szanse na spotkanie antygenu), całe godziny i dni w narządach limfatycznych starając się
odnaleźć komórki dendrytyczne prezentujące określony antygen
- rozpoznanie antygenu pobudza proliferację, często zwiększa powinowactwo receptorów, a następnie indukuje różnicowanie w
komórki efektorowe lub limfocyty pamięci
- limfocyty które rozpoznały antygen zyskują możliwość wnikania do tkanek obwodowych!
- wędrują do tkanek z których pochodzą antygeny przez nie rozpoznane (cz.adhezyjne – receptory zasiedlania na powierzchni
limfocytów i adresyny naczyniowe na komórkach śródbłonka, również chemokiny)

Ryc 12.1

Etapy przechodzenia limfocytów przez ścianę naczynia

- limfocyty opuszczają naczynia głównie w wyspecjalizowanych miejscach, te miejsca to:

żyłki z wysokim śródbłonkiem znajdujące się w obwodowych narządach limfatycznych (tu przechodzą tylko limfocyty)

żyłki pozawłosowate narządów nielimfatycznych (wszystkie rodzaje limfocytów przechodzą)

- opuszczanie naczyń przez limfocyty odbywa się w kilku etapach:

toczenie się

aktywacja

ścisła adhezja

diapedeza

Etap I: toczenie się

- gdy limfocyty wydostają się z kapilary do żyłek pozawłosowatych, siły hemodynamiczne powodują jego ruch w stronę ściany
naczynia
- dochodzi wówczas do połączenia się pierwszych par cząsteczek adhezyjnych, którymi są selektyny i ich ligandy
- dzięki tej krótkotrwałęj interacji selektyny wraz z ich ligandami tworzą dynamiczne połaczenia, które umożliwiają niezwykłe
interakcje komórek
- limfocyty przylegają do śródbłonka a przepływająca krew umożliwia ich toczenie się
- ponieważ selektyny wiążą się z ligandami po czym natychmiast od nich oddysocjowują, limfocyty toczą się po komórkach
śródbłonka mając z nimi stały kontakt
- selektyny złożone są : domeny podobnej do białek regulujących aktywność dopełniacza, domeny EGF-podobnej i domeny
lektynowej
- do selektyn należą trzy cząsteczki o podobnej budowie:

selektyna L (leukocytarna)

znajduje się na powierzchni większości leukocytów

obecna jest na wszystkich dziewiczych LimT oraz subpopulacji LimT pamięci

ligandem dla niej jest CD34, GlyCAM-1 i MAdCAM-1

selektyna E (endotelialna)

pojawia się w kilka, kilkanaście godzin po aktywacji komórek śródbłonka czynnikami takimi jak TNF, Il-1 czy LPS

ligandem dla niej jest CLA i ESL-1

selektyna P (płytkowa)

jest magazynowana w ziarnach płytek krwi i ciałkach Weibela-Palade’a komórek śródbłonka

w kilkadziesiąt sekund po aktywacji tych komórek przez mediatory zapalne cząsteczka ta pojawia się na ich
powierzchni

niektóre cytokiny mogą również indukować syntezę selektyny P de novo

ligandem dla niej jest PSGL-1 i CD24

- do ligandów dla selektyn należą różnego rodzaju glikoproteiny i glikolipidy oraz ich modyfikowane pochodne
- w budowie tych ligandów można wyróżnić rdzeń białkowy lub lipidowy, do którego przyłączone są różnego rodzaju oligosacharydy
- oligosacharydy bezpośrednio wiążące się z selektynami to między innymi sjalowane i fukozylowane laktozaminoglikany
- wśród nich najbardziej charakterystyczny jest antygen grupowy krwi: sjalowany-LewisX oraz jego izoforma
- spośród ligandów dla selektyn najdokładniej poznane są mucyny, czyli glikoproteiny do których cukry przyłączone są wiązaniami O-
glikozydowymi

Etap II: aktywacja

- toczące się po powierzchni śródbłonka limfocyty mogą zostać zaktywowane jeśli na powierzchni naczynia pojawią się odpowiednie
substancje aktywujące
- najważniejszymi z tych substancji są chemokiny
- w narządach limfatycznych wytwarzane są tak zwane chemokiny limfoidalne , których zadaniem jest aktywacja limfocytów
przepływających przez żyłki z wysokim śródbłonkiem
- receptory dla chemokin limfoidalnych znajdują się głównie na powierzchni limfocytów dziewiczych i niektórych limfocytów pamięci
- ponieważ receptorów tych nie ma na powierzchni granulocytów i monocytów, to mimo wytwarzania selektyny L i toczenia się w
żyłkach z wysokim śródbłonkiem nie zostają one zaktywowane przez chemokiny i nie mogą wnikać w głąb narządów limfatycznych
- w pozostałych narządach w miejscu inwazji drobnoustrojów wytwarzane są chemokiny prozapalne, które mogą ściągać nie tylko
limfocyty, ale również inne typy leukocytów
- chemokiny mogą być aktywnie transportowane przez światło komórek śródbłonka
- podczas transportu dochodzi do wiązania się chemokin z pewnymi glikoporteinami które następnie są umieszczane na powierzchni
mikrokosmków komórek śródbłonka
- dzięki temu krew płynąca przez naczynia nie wypłukuje chemokin a toczące się limfocyty mają możliwość badania powierzchni
naczynia i wyczuwania najdrobniejszych zmian świadczących o możliwości istnienia procesu zapalnego w głębi tkanki
- nie tylko chemokiny uczestniczą w procesie migracji, podobną rolę pełnią inne czynniki chamotaktyczne: anafilatoksyny C3a, C5a,
produkty bakteryjne (FMLP) czy też leukotrieny (LTB4)

Etap III: ścisła adhezja

- sygnał przekazywany przez chemokiny toczącym się limfocytom prowadzi do wielu zmian funkcjonalnych w tych komórkach
- jedną z nich jest fosforylacja białek cytoszkieletu oraz białek łączących cytoszkielet z cytoplazmatycznymi fragmentami integryn
- integryny leukocytów ulegają zmianom konformacyjnym i z receptorów o słabym powinowactwie stają się cząsteczkami silnie
wiążącymi ligand
- każda integryna jest heterodimerem zbudowanym z dwóch związanych kowalencyjnie podjednostek: α i β
- spośród wszystkich integryn poznano do tej pory tylko pięć cząstek biorących udział w ścisłej adhezji leukocytów do komórek
śródbłonka, są to trzy integryny β2 (CD11a/CD18, CD11b/CD18, CD11c/CD18) oraz integryny α4β1 i α4β7
- w interakcjach leukocytów z białkami macierzy pozakomórkowej główną rolę odgrywają integryny β1 określane czasem jako bardzo
późne antygeny (VLA)
- integryny leukocytów wiążą się z cząsteczkami Ig-podobnymi komórek śródbłonka
- cząsteczki te mają wspólny element budowy jakim jest domena immunoglobulinowa
- VLA-4 wiąże się z VCAM-1, a integryny β2 z grupą cząstek ICAM (-1, -2, -3)
- liczne substancje generowane w procesach zapalnych (Il-1, TNF, INF-gamma, GM-CSF) zwiększają ekspresję cząsteczek Ig-
podobnych na powierzchni śródbłonka
- jedynie ICAM-2 znajduje się konstytutywnie na powierzchni komórek śródbłonka, gdzie osiąga poziom 10 razy większy niż ICAM-1,
cytokiny nie wpływają na ekspresję tej cząsteczki

Etap IV: diapedeza

- proces w którym lmfocyty przeciskają się przez komórki ściany naczynia przechodząc do tkanek
- niewielki odsetek leukocytów może prawdopodobnie przenikać bezpośredni przez komórki śródbłonka
- komórki śródbłonka łączą się między sobą za pomocą połączeń zamykających i obwódek zwierających
- te ścisłe połączenia odpowiedzialne są za szczelność ściany naczyń
- w ich utworzeniu uczestniczą cząsteczki JAM (junctional adhesiom molecules)
- podczas diapedezy nie może dojść do rozszczelniania bariery śródbłonkowej, dlatego migrujące leukocyty tworzą ścisłe połączenia z
komórkami śródbłonka: integryny łączą się z cząsteczkami JAM, które mają domeny Ig-podobne
- w trakcie diapedezy dochodzi również do rozłączenia kadheryn VE (vascular endothelial) obecnych w obwódkach zwierających
- w tym etapie migracji uczestniczą również cz.PECAM-1 (platelet endothelial cell adhesion molecule, CD31) oraz CD99, które
znajdują się na bocznej powierzchni komórek śródbłonka i na większości leukocytów
- cząsteczki te biorą udział w interakcjach homotypowych, swój do swego
- interakcje cząsteczek PECAM-1 aktywują limfocyty, prowadzi to do indukcji wytwarzania wielu enzymów i cząsteczek adhezyjnych,
które umożliwiają limfocytom poruszanie się w przestrzeniach międzykomórkowych, do enzymów tych należą:

metaloproteinazy cynkowe

proteinazy serynowe

plazmina

katepsyny lizosomalne

- tak wyposażone limfocyty swobodnie przenikają przez błonę podstawną pod śródbłonkiem a następnie przez gęstą sieć macierzy
pozakomórkowej

Regulacja krążenia limfocytów

Krążenie limfocytów dziewiczych

- po opuszczeniu centralnych narządów limfatycznych nie są jeszcze dojrzałe do pełnienia funkcji efektorowych
- bez większych preferencji docierają do obwodowych narządów limfatycznych
- do węzłów docierają przez żyłki z charakterystycznym wysokim śródbłonkiem
- żyłki te w strefie przykorowej czyli w obszarze grasiczozaleznym węzłów chłonnych
- na komórkach śródbłonka adresyny przechwytujące limfocyty
- wiekszość LimT to limfocyty dziewicze ale również limfocyty pamięci
- LimT wnikające do węzła mają na swej powierzchni selektynę L orz receptor CCR7 dla chemokin (z receptorem tym wiążą się
konstytutywnie wytwarzane w węzłach chemokiny CCL21 (SLC) i CCL19 (ELC))
- LimB wykorzystują w tym czasie inny receptor CXCR5 wiążący chemokinę BLC-1
- po opuszczeniu żyłki LimT pozostają w strefie przykorowej, gdzie rozpoczynają rozpoznawanie antygenów prezentowanych przez
komórki dendrytyczne
- LimT które rozpoznały antygen – aktywacja, proliferacja i różnicowanie w komórki efektorowe i pamięci

- LimB po rozpoznaniu antygenu wnikają do grudek gdzie rozpoczynają tworzenie ośrodków rozmnażania
- komórki które nie rozpoznały antygenów wnikają w głąb węzła i przechodzą do naczyń limfatycznych odprowadzających, dalej
krążąc między narządami limfatycznymi w poszukiwaniu antygenu
- opuszczanie przez limfocyty narządów limfatycznych wiąże się ściśle z pobudzeniem znajdujących się na powierzchni limfocytów
receptorów SIP1
- naturalnym ligandem tych receptorów jest wytwarzany w rdzeniu węzła fosforan sfingozyny, który antgonizuje działanie chemokin
- aktywacja Lim przez komórki dendrytyczne powoduje pojawienie się na ich powierzchni cz.CD69 która tworzy kompleks z SIP1
blokując ten receptor
- interakcja ta pozwala na zatrzymanie w węźle limfocytów a czas potrzebny do pobudzenia proliferacji i różnicowania w komórki
efektorowe
- te ostanie ponownie zaczynają wytwarzać SIP1 dzięki czemu mogą opuścić węzeł
- w trakcie infekcji pod wpływem cytokin docierających do węzłów dochodzi do indukcji CD69 niemal na wszystkich limfocytach –
zatrzymanie komórek w węźle aby mogły rozpoznawać antygeny
- lek immunosupresyjny fingolimod – silny agonista receptorów SIP1, zatrzymuje Lim w węzłąch, powoduje głęboką limfopenię

Krążenie limfocytów efektorowych i limfocytów pamięci

- wyselekcjonowane LimB (komórki plazmatyczne i pamięci) oraz aktywowane LimT opuszczają węzeł i anczyniami limfatycznymi
docierają do krążenia
- komórki plazmatyczne wędrują głównie do szpiku i śledziony, gdzie rozpoczynają wydzielanie przeciwciał
- te LimB które różnicowały się w kierunku wydzielania IgA wnikają do błon śluzowych (limfocyty blaszki właściwej)
- z powierzchni LimT efektorowych znika CCR7, tracą one zdolność ponownego zasiedlania tkanek limfatycznych
- docierają do tych tkanek obwodowych w których obecne są oznaki aktywacji
- LimT pamięci zachowują zdolność do powrotu do węzłów limfatycznych
- przy ponownym kontakcie z antygenem komórki te ulegają aktywacji i ponownie różnicują się w LimT efektorowe oraz mniejszą
populację LimT pamięci
- pewien odsetek LimT pamięci może również docierać od tkanek nielimfatycznych
- aktywowane wcześniej w odpowiednich tkankach powracają do nich z powrotem (wykształcenie odpowiednich receptorów
zasiedlania)

Regulacja migracji innych leukocytów

- pozostałe leukocyty opuszczają naczynia w analogiczny sposób do limfocytów
- odbywa się to w żyłkach pozawłosowatych
- monocyty i granulocyty po dotarciu do tkanek obwodowych nie mogą jednak dalej krążyć i giną po spełnieniu swego zadania (udział
w odpowiedzi nieswoistej) bądź w sposób naturalny w wyniku starzenia się
- w ostrych reakcjach zapalnych leukocyty przyczepione do śródbłonka ściągają przepływające obok leukocyty
- komórki te toczą się po powierzchni wcześniej przyczepionych leukocytów (inne adhezyny, np. PSGL-1 i selektyna L)
- płytki krwi wspomagają wnikanie leukocytów do tych miejsc, w których został zniszczony śródbłonek
- leukocyty przyciągane do tkanek selektywnie (jakie zakażenie takie leukocyty, ekspresja swoistych adhezyn i chemokin)
- trójstopniowy model regulacji migracji leukocytów:

pierwszorzędowe cząsteczki adhezyjne (selektyny i ich ligandy)

substancje aktywujące (cytokiny)

drugorzędowe cząsteczki adhezyjne (integryny i cz.Ig-podobne)

- największą rolę w określaniu specyficzności wiązania leukocytów mają substancje aktywujące, indukują lub wzmagają ekspresję
cz.adhezyjnych na komórkach śródbłonka i leukocytach oraz indukują zmiany w płynności błon i ekspresję różnych enzymów

Ryc 12.19

13. Prezentacja antygenów limfocytom T

- limfocyty T w przeciwieństwie do limfocytów B odpowiadają tylko na antygeny związane z cząsteczkami MHC w błonie komórek
prezentujących antygen (rozpuszczalne nie)
- fragment antygenu związany w rowku cz.MHC zwany jest agretopem
- cz.MHC klasy I – charakter zamknięty – peptyd (8-10 aa) końcami zakotwiczony w kieszonkach w rowku (aminokwasy kotwiczące),
może się uwypuklać (najczęściej uwypukla się epitop)
- cz.MHC klasy II – charakter otwarty – końce peptydu (13-17 aa) wystają po obu stronach rowka
- epitop łączy się z łańcuchami α i β receptora TCR
- limfocyty T rozpoznają więc głównie I-rzędową, być może i II-rzędową strukturę antygenów białkowych i liniowe determinanty
- immunoglobuliny rozpoznają strukturę III-rzędową, determinanty zarówno ciągłe jak i nieciągłe
- prezentacja z cz.MHC I – antygeny syntetyzowane w komórce prezentującej (prezentują prawie wszystkie komórki)
- prezentacja z cz.MHC II – antygeny pochłonięte przez komórkę drogą endocytozy (prezentują wybrane komórki)
- limfocyty T CD8+ - rozpoznają antygeny syntetyzowane w komórce prezentującej połączone z cz.MHC I
- limfocyty T CD4+ - rozpoznają antygeny pochłonięty przez komórki prezentujące połączone z cz.MHC II

Prezentacja antygenów z udziałem cz.MHC I
- antygeny endogenne (białka cytoplazmy, przeznaczone do wydzielania, białka błonowe i pasożytów wewnątrzkomórkowych)
- cz.MHC I powszechne w komórkach – prawie wszystkie mogą prezentować
- antygeny mikroorganizmów wewnątrzkomórkowych, głównie wirusów!
- wstępna proteoliza w cytoplazmie (proteasomy) i siateczce śródplazmatycznej, przedtem ubikwitynacja (do lizyny)
- w ubikwitynacji enzymy: aktywujące ubikwitynę, przenoszące i ligazy łączące ją z białkiem
- proteasomy w cytoplazmie i w jądrze kom (proteasom 26S – cylinder 20S i 2 kompleksy regulatorowe 19S)
- cylinder z 4 pierścieni: 2 zewnętrznych (7α) i 2 wewnętrznych (7β) z kanałem w środku
- 3 spośród 7 podjednostek β aktywność: trypsynopodobna, chymotrypsynopodobna i kaspazopodobna (enzymy)
- kompleksy regulatorowe – miejsce przyłączenia poliubikwityny
- oligopeptydy z proteasomy rozkładane przez aminopeptydazy i endopeptydazy
- część z nich transportowana przez transporter TAP1 i TAP2 do siateczki śródplazmatycznej – łączenie z MHC I
- droga ta nie krzyżuje się z drogą endocytozy
- w procesie łączenia się 2 łańcuchów cz.MHC I ze sobą i z peptydem uczestniczą białka opiekuńcze: kalneksyna, kalretikulina i
tapasyna
- wirusy bronią się przed zniszczeniem zahamowaniem ekspresji cz.MHC I – komórki bez MHC I nie może prezentować antygenów
limT i nie może być zniszczone przez limTc – niszczą je jednak przezornie komórki NK (sygnałem jest właśnie brak MHC I)
- INF γ stymuluje ekspresję aktywatora proteasomu i syntezy 3 nowych podjednostek LMP-2, LMP-7 i MECL1 – tak zmieniony
proteasom wykazuje wzmożoną aktywność i nazywany jest immunoproteasomem
- prezentacja krzyżowa – komórka dendrytyczna prezentująca antygeny wirusowe nie musi być wirusem zakażona – może uzyskać te
antygeny z fagocytozy zakażonej, może je prezentować z cz.MHC II i nietypowo z cz.MHC I

Prezentacja antygenów z udziałem cz.MHC II
- w prezentacji antygenów (peptydy i polisacharydy) egzogennych uczestniczą: komórki dendrytyczne, limB i makrofagi
- antygeny rozpuszczalne i nierozpuszczalne podlegają endocytozie w drodze pinocytozy (pić) i fagocytozy (jeść)
- endocytoza rozpoczyna się po związaniu się cząsteczki z odpowiednim receptorem
- powstają endosomy wczesne, późne i lizosomy poprzez zmniejszające się pH (pompa protonowa zależna od ATP)
- proteoliza zaczyna się we wczesnych endosomach – cząsteczki jeszcze nie na tyle pocięte, że mogą być prezentowane z MHC II
- proteazy cysteinowe, serynowe i asparaginianowe, karboksylowe i metaloproteazy
- w endosomach (specjalny przedział MHC klasy II) odłączenie od cz.MHC peptydu CLIP (zabezpiecza przed przypadkowym
wiązaniem peptydów endogennych w siateczce endoplazmatycznej) i przyłączenie obecnego w endosomach antygenu (pomagają
HLA-DM i HLA-DO)
- komplesky powstałe z połączonej MHC i antygenu wędrują do błony komórkowej, mogą być jeszcze przycinane antygeny
- prezentacja w połączeniu z MHC II obejmuje: antygeny obce, autoantygeny komórek prezentujących i innych organizmu
- jedna komórka może prezentować wiele różnych antygenów jednocześnie, przez różne MHC

Prezentacja antygenów przez cząsteczki CD1
- pod względem budowy cz.CD1 przypominają cz.MHC I (łańcuchy α1, α2, α3 połączone z β2-makroglobuliną)
- rowek obszerny i hydrofobowy
- cz.CD1 a, b i c na profesjonalnych komórkach prezentujących antygen, cz.CD1 d także na innych
- z udziałem endosomów prezentują one limT antygeny o charakterze gliko- i fosfolipidów mikroorganizmów i własne
- prezentacja niezależna od białek TAP jak i HLA-DM, uczestniczą sapozyny i apoE

Komórki prezentujące antygen
- prezentacja antygenów w połączeniu z cz.MHC I – rozpoznanie komórki przez limTc i jej zniszczenie
- prezentacja antygenów w połączeniu z cz.MHC II – prezentacja limTh tylko przez niektóre komórki
- komórki prezentujące antygen: komórki dendrytyczne, makrofagi i limfocyty B mogą prezentować obiema drogami

Komórki dendrytyczne:

- długie wypustki przypominające dendryty i wypustki blaszkowate w ciągłym ruchu, dwie główne populacje znane:

komórki dendrytyczne limfoidalne (wydzielają duże ilości interferonów typu I [IFN-α,-β,-ω])

komórki dendrytyczne mieloidalne (wydzielają Il-12 i preferencyjnie indukują aktywacją limTh1)

- różnicowanie ich stymulują: Il-4, GM-CSF, SCF, TGF-β, TNF, TRANCE, kontakt z CD40L
- różnicowanie hamują: Il-10, VEGF (czynnik wzrostu śródbłonka naczyń)
- droga wędrówki prowadzi ze szpiku przez krew do tkanek większości narządów (oprócz mózgu) gdzie giną
- do miejsca inwazji mikroorganizmów przyciągane są przez odpowiednie chemokiny, przechodzą przez nabłonki
- do komórek dendrytycznych antygeny dostają się też za pośrednictwem komórek M
- po wychwyceniu antygenu wędrują do narządów limfatycznych, aby je zaprezentować limT, lub poprzez krew do śledziony
- ułatwiają im to chemokiny przyciągające je do narządów limfatycznych, a także wytwarzane przez nie same (przyciągają limT)
- cechami dojrzałych komórek dendrytycznych są:

dendrytyczne wypustki

ziarna Birbecka w cytoplazmie

markery powierzchniowe: CD1a, CD40, CD54, CD58, CD80, CD83, CD86, DC-SIGN

brak CD14 i M-CSFR

duża ekspresja cz.MHC I i II

słabe zdolności fagocytarne

duża zdolność indukowania proliferacji allogenicznych limfocytów

- etapy dojrzewania komórek dendrytycznych:

prekursory szpikowe

niedojrzałe komórki dendrytyczne obecne w narządach nielimfatycznych, gotowe do endocytozy (fagocytozy, pinocytozy,
endocytozy zależnej od receptorów FcR, dla mannozy, składników dopełniacza, receptorów zmiataczy) i transportu

migrujące komórki dendrytyczne w limfie i krwi z fagocytowanymi antygenami

dojrzałe i pobudzone komórki dendrytyczne w narządach limfatycznych, gotowe do prezentacji antygenów związanych w
trakcie pobytu w narządach nielimfatycznych – nie mają już zdolności do fagocytozy

- w trakcie aktywacji ważną rolę odgrywają sygnały niebezpieczeństwa określane jako trzeci sygnał, przekazywane przez:

bezpośredni kontakt z mikroorganizmami lub ich produktami np. przez receptor TLR

kontakt z produktami uwolnionymi z zakażonych i ginących komórek, np. białkami szoku cieplnego

oddziaływanie limT, zarówno bezpośrednie (przez CD40L-CD40), jak i pośrednie (przez cytokiny)

- w przeciwieństwie do dojrzałych komórek dendrytycznych, formy niedojrzałe mogą indukować tolerancję na prezentowane
antygeny, a nawet indukować apoptozę limT
- wydzielają wiele cytokin: interleukiny, chemokiny, TNF, limfotoksynę, TGF-β, INF-γ, G-CSF, GM-CSF
- po dotarciu do narządów limfatycznych mogą bardzo efektywnie prezentować antygen dzięki wytworzeniu synapsy immunologicznej
na styku limT i komórki dendrytycznej

komórki dendrytyczne narządów nielimfatycznych:

komórki Langerhansa – w naskórku, skórze właściwej, nabłonkach, mają receptory dla Fc IgG, wypustki i ziarna Birbecka,
po związaniu antygenów przechodzą do naczyń limfatycznych jako komórki welonowate docierają do węzłów gdzie splatają
się, odgrywają istotną rolę w nadwrażliwości kontaktowej

śródmiąższowe komórki dendrytyczne – tkanka łączna – funkcja podobna do kom. Langerhansa, część z nich dociera do
śledziony i tam w strefie grasicozależnej przekształcają się w komórki dendrytyczne splatające się

komórki dendrytyczne krążenia:

komórki dendrytyczne krwi – we krwi

komórki welonowate – chłonka naczyń limfatycznych doprowadzających

komórki dendrytyczne narządów limfatycznych:

komórki dendrytyczne rdzenia grasicy – grasica, udział w selekcji dojrzewających limf T i B

komórki dendrytyczne splatające się – strefa grasicozależna węzłów i śledziony – stymulują odpowiedź immunologiczną

komórki dendrytyczne grudek – grudki limfatyczne – udział w odpowiedzi humoralnej

Limfocyty B

- prezentują antygen by uzyskać pomoc od limT w wytwarzaniu immunoglobulin – usprawnia odpowiedź humoralną
- teoretycznie limfocyt B może prezentować każdy antygen, jednak najskuteczniej prezentuje antygeny, które rozpoznawane są
przez jego immunoglobuliny powierzchniowe (BCR), a więc antygeny swoiste
- w efekcie komórka ta prezentuje na własny użytek antygeny, przeciw którym po otrzymaniu pomocy od limTh będzie wytwarzała
przeciwciała
- pobudzony prezentuje antygeny 10-krotnie skuteczniej (ekspresja MHC II i cząsteczki kostymulujące)

Makrofagi

- na ogół nie mają cz.MHC II, ale w trakcie aktywacji syntetyzują ją pod wpływem INF-γ
- wyposażone obficie w lizosomy nastawione są raczej na pełną degradację fagocytowanego materiału
- odgrywają rolę w prezentowaniu antygenów pochodzących z dużych fagocytowanych cząsteczek lub bakterii

Inne

- w niektórych przypadkach antygeny mogą być prezentowane przez: monocyty, neutrofile, komórki śródbłonka, enterocyty,
keratynocyty, chondrocyty, komórki mezangium, astrocyty, oligodendrocyty, komórki nabłonkowe tarczycy, kanalików nerkowych i
pęcherzyków gruczołu tarczowego, komórki nabłonkowe dróg żółciowych a nawet pobudzone limfocyty T
- syntetyzują one cz.MHC II pod wpływem INF-γ

Sygnały i cząsteczki adhezyjne biorące udział w procesie prezentacji
- celem prezentacji antygenu limTh jest ich aktywacja w wyniku proliferacji i różnicowania, do produkcji cytokin wspomagających
różnicowanie spoczynkowych limB i prekursorów limTc w komórki efektorowe
- rozpoznanie prezentowanego antygenu (MHC z antygenem – TCR z CD3) dostarcza jeden sygnał z co najmniej dwóch potrzebnych
- sygnał ten, nie dość, że niedostateczny do aktywacji, może jeszcze indukować w limT stan braku reaktywności lub tolerancji
- na drugi sygnał składają się oddziaływania wielu cząsteczek powierzchownych obecnych na komórce prezentującej i łączących się z
odpowiednimi cząsteczkami na limT – cząsteczki te wzmagają efekt prezentacji:

MHC – CD4/CD8

CD80/CD86 – CD28

4-1BBL – 4-1BB

OX40L – OX40

DC-SIGN – ICAM-3

ICAM-1/2 – LFA-1

- dla limT ważne są też cytokiny: Il-1, Il-12, Il-18
- te dodatkowe niezbędne do aktywacji limfocytu T oddziaływania nazywamy sygnałem II lub kostymulacją – wzmaga proliferację,
podtrzymuje przeżycie i zwiększa wydzielanie cytokin
- do cząsteczek przenoszących sygnały hamujące aktywacją limT należą: CTLA-4, BTLA i PD-1
- przekazywanie sygnałów nie jest jednokierunkowe, limfocyt oddziałuje na komórkę prezentującą antygen poprzez cytokiny, np.
TRANCE (związane z błoną lub wolne), lub bezpośrednio przez CD40L-CD40
- wydaje się, że CD28 poprzez CD80/CD86 może brać udział w aktywacji komórek dendrytycznych

Prezentacja antygenów w grudce limfatycznej

- na powierzchni limT, które rozpoznały antygen prezentowany przez komórki dendrytyczne pojawia się receptor CXCR5 dla
chemokiny CXCL13 (BCL) wytwarzanej w obrębie grudek – uporządkowanie chaotycznej migracji, idą do ośrodków rozmnażania

- limB po opuszczeniu żyłek z wysokim śródbłonkiem od razu kierują się do grudek dzięki ekspresji CXCR5 na ich powierzchni
- te komórki, które rozpoznały antygen prezentowany przez komórki dendrytyczne przechodzą kilka podziałów, po czym na ich
powierzchni pojawia się receptor CCR7 dla chemokin CCL21 i CCL19 wytwarzanych w strefie grasicozależnej
- pod wpływem odpowiednich chemokin lim T i B zbliżają się do siebie na obrzeżu grudki
- lim T weryfikują czy prezentowane im peptydy są takie same jak antygeny prezentowane im przez komórki dendrytyczne
- interakcja tych komórek odbywa się w wyniku bezpośredniego kontaktu, uczestniczą cząsteczki adhezyjne i kostymulujące

Komórki dendrytyczne grudek

- w tworzeniu ośrodków rozmnażania uczestniczą obok lim T i B również komórki dendrytyczne grudek
- otrzymują one antygeny z zatoki brzeżnej węzła za pośrednictwem komórek transportujących antygen
- posiadają receptory dla fragmentu Fc IgG i dla składnika C3 dopełniacza
- otaczają limfocyty B welonowatymi wypustkami (rzadziej limfocyty T)
- wykazują małą ekspresję MHC, większość prezentowanych antygenów w formie natywnej (niezmienionej)
- na wypustkach receptory, zagęszczanie antygenów prezentowanych limB – ciała pokryte kompleksami immunologicznymi –
iccosomy – antygeny w nich zawarte rozpoznawane przez BCR limB, następnie endocytoza i degradacja, potem prezentacja
limfocytom T w połączeniu z cz.MHC II

Powstawanie ośrodków rozmnażania w grudkach

- ośrodki rozmnażania pochodzenie oligoklonalne – powstają w wyniku podziałów zaledwie kilku limB
- po kilku dniach ośrodek rozmnażania zawiera około 5 tys limfocytów nazywanych centroblastami (strefa ciemna ośrodka rozmn.)
- w dzielących się centroblastach dochodzi do powstawania mutacji somatycznych w obrębie genów immunoglobulinowych – możliwe
zwiększenie powinowactwa do antygenu lub jego całkowita utrata
- zadaniem ośrodka rozmnażania jest wytworzenie największej liczby limB zdolnych do syntezy przeciwciał nieznacznie różniących się
między sobą, ale powstających z tego samego zestawu segmentów genów V

i V

- centroblasty po serii mutacji somatycznych przestają się dzielić i migrują do strefy jasnej ośrodka rozmn. jako centrocyty
- tu ponownie dochodzi do kontroli specyficzności wytworzonych przeciwciał (na tym etapie nadal immunoglobuliny powierzchniowe
BCR) – do przeżycia potrzebują nieustannego rozpoznawania antygenów prezentowanych im w strefie jasnej przez liczne tutaj
komórki dendrytyczne grudek – sprawdzanie czy immunoglobuliny nadal pasują do antygenu, jeśli nie to apoptoza
- niektórym niepasującym dana jeszcze jedna szansa – ponowna ekspresja genów RAG1 i RAG2 – dodatkowa rearanżacja
segmentów genów immunoglobulinowych – redagowanie receptorów
- te które pasują też mogą powrócić do strefy ciemnej i ponowne mutacje – by jeszcze bardziej pasowały
- jeśli limB rozpoznały antygen w ośrodku rozmnażania to przechwytują go poprzez immunoglobuliny powierzchniowe z powierzchni
komórki dendrytycznej grudki
- antygen ten endocytowany, degradowany i prezentacja w kompleksie z MHC II limTh
- jeśli prezentowane przez limB antygeny rozpoznane przez limTh – ponowna aktywacja – otrzymują kolejny sygnał: kostymulacja
(cząsteczka CD40 limB wiąże się z CD40L limTh)
- sygnał ten umożliwia nie tylko dalszą ekspansję limB ale również warunkuje przełączenie klas i wytwarzanie rozpuszczalnych
przeciwciał
- oprócz bezpośredniego kontaktu limT wspomagają rozwój odpowiedzi humoralnej poprzez wydzielane cytokiny: Il-2, IL-4, Il-5, Il-6,
Il-10

Losy limfocytów powstających w obwodowych narządach limfatycznych

- limfocyty B w ośrodkach rozmnażania różnicują się albo w kierunku komórek plazmatycznych wydzielających przeciwciała, albo w
kierunku limfocytów B pamięci
- komórki plazmatyczne wędrują głównie do szpiku, błon śluzowych i częściowo do śledziony – gdzie wytwarzają przeciwciała
odpowiednich klas
- limfocyty B pamięci migrują do kolejnych obwodowych narządów limfatycznych

Mitogeny
- określony antygen pobudza do proliferacji na ogół mniej niż 1% spośród danej populacji limfocytów
- istnieją tak zwane mitogeny limfocytów, które są w stanie indukować mitozę u większości limfocytów T lub B – oddziałują na wiele
ich klonów
- mitogenami limfocytów są niektóre lektyny, są one pochodzenia roślinnego (fitohemaglutynina, konkanawalina A, mitogen
szkarłatki) i bakteryjnego (LPS)

Superantygeny
- o ile dany antygen reaguje tylko z limfocytami T określonego klonu – mającymi TCR złożony z określonego łańcucha α i β, o tyle
superantygen jest zdolny do pobudzenia wielu klonów limfocytów
- nie reaguje on on bowiem z unikatowym miejscem wiążącym antygen receptora TCR, utworzonym przez obydwa łańcuchy, ale z
odcinkiem V łańcucha β i to z jego zewnętrzną powierzchnią
- będzie on aktywował te wszystkie klony limfocytów T, które mają TCR z danym łańcuchem β, niezależnie od wchodzącego w skład
TCR łańcucha α i to zarówno limfocyty T CD4+ jak i T CD8+
- działanie pośrednie między antygenem a mitogenem
- syperantygeny są wytwarzane przez niektóre bakterie, mikoplazmy, wirusy, pasożyty a nawet rośliny

14. Aktywacja limfocytów

- proces dojrzewania limfocytów przygotowuje je do rozpoznania antygenu ale nie wystarcza aby efektywnie uczestniczyć w
odpowiedzi immunologicznej
- dziewicze limfocyty muszą ulec aktywacji, której następstwem jest proliferacja i różnicowanie w komórki efektorowe
- większość limfocytów w fazie G0 cyklu komórkowego, pozostają w uśpieniu, w wyniku aktywacji przechodzą do fazy G1 i zaczynają
intensywnie się dzielić
- kluczową rolę w procesie aktywacji odgrywa receptor antygenowy LimT TCR lub LimB BCR, ostateczny efekt jednak zależy od
udziału innych cząstek modulujących proces aktywacji

Aktywacja limfocytów T

Rozpoznanie antygenu – pierwszy i drugi sygnał aktywacji

- dojrzałe LimT opuszczające grasicę mają fenotyp komórek spoczynkowych i określane są limfocytami dziewiczymi
- warunkiem aktywacji jest prezentacja przez cz.MHC swoistego antygenu
- w trakcie tego kontaktu limfocyt musi otrzymać dwa sygnały do aktywacji – pierwszy pochodzący z rozpoznania antygenu przez
TCR, drugi z cząsteczek kostumulujących
- najważniejszą rolę w kostymulacji odgrywają interakcje receptorów CD28, ICOS1, CD2 na powierzchni limfocytu z cząsteczkami
CD80/CD86, ICOS-L, LFA-3 oraz CD48 znajdującymi się na powierzchni komórki prezentującej antygen
- jeśli limfocyty dziewiczy który rozpoznał antygen nie otrzyma kostymulacji to nie tylko nie zostanie zaktywowany ale wejdzie w
stan anergii (utraci na przyszłość zdolność do aktywacji po rozpoznaniu antygenu)
- w przeciwieństwie do limfocytów dziewiczych limfocyty pozostające w stanie aktywacji (jak również limfocyty pamięci) wymagają
tylko pierwszego sygnału aby rozpocząć proliferację
- schematy aktywacji LimTh i LimTc są bardzo podobne, różnica wynika z innych cz.MHC które prezentują antygen i szlaku
przekazywania sygnału do komórki przez CD4 lub CD8

Ryc. 14.2

Synapsa immunologiczna

- miejscem aktywacji LimT są zwykle obwodowe narządy limfatyczne
- większość antygenów które dostają się do organizmu dociera tam na powierzchni komórek prezentujących antygen
- jeśli obecny w węźle limfocyty rozpozna antygen może ulec aktywacji
- proces aktywacji zapoczątkowuje tworzenie synapsy między LimT i APC
- powierzchnia kontaktu wzbogacana jest w białka uczestniczące w adhezji i przekazywaniu sygnału z błony komórkowej do jądra
- w obrębie synapsy dochodzi do zagęszczania TCR i kompleksów peptyd-cząstka MHC (interakcje cz.adhezyjnych limfocytu i APC)
- jeśli nie dojdzie do rozpoznania swoistego antygenu limfocyt odłącza się od APC zachowując fenotyp komórki spoczynkowej!
- jeśli limfocyty rozpozna prezentowany antygen sygnał o aktywacji musi dotrzeć z TCR do wnętrza komórki
- stymulacja limfocytu antygenem doprowadza do przegrupowań w błonie i do powstania mikroskupisk aktywujących (odpowiednia
długość połączenia, odpowiednie stężenie antygenu), są to zgrupowania cząsteczek które rozpoczynają proces aktywacji
- należą do nich TCR z kompleksem CD3, kinaza ZAP-70, białka adaptorowe LAT, Grb2, Gads, SLP-76 i białka odpowiedzialne za
rearanżacje cytoszkieletu
- w miarę dojrzewania synapsy immunologicznej dochodzi do zlewania się skupisk i tworzenia grup białek przekaźnikowych w jej
centrum
- bezpośrednie sąsiedztwo konglomeratów i cząsteczek kostymulujących ułatwia aktywację (niewiele kompleksów MHC-antygen
może wystarczyć do aktywacji limfocytu)
- sąsiadujące ze sobą białka przekaźnikowe nawzajem się fosforylują, potęgując sygnały biegnące z powierzchni komórki
- odpowiedź komórki na zmiany w jej środowisku przebiega szybko i ze zwielokrotnioną siłą, proporcjonalnie do zagrożenia
- ostateczna dojrzała forma synapsy tworzy się w ciągu kilku minut od kontaktu Lim z APC
- zawiera ona uporządkowane wielkocząsteczkowe agregaty molekuł uczestniczących w adhezji i przekazywaniu sygnału do aktywacji
do wnętrza komórki (supramolecular activation clusters – SMACs)
- w centrum synapsy (cSMAC) zgrupowane są receptory TCR wraz z CD3, CD4/CD8, kompleksy peptyd-cz.MHC, cząsteczki
kostymulujące i ich ligandy (CD28/CD80) oraz cytoplazmatyczne białka przekaźnikowe: kinazy PKC-θ (protein kinase C) i IKK (IκB
kinase), wydaje się że cSMAC może stanowić miejsce degradacji kompleksów TCR i cząsteczek sygnałowych oraz obejmować
przestrzeń, do której po aktywacji limfocytu wydzielane są cytokiny i chemokiny
- bardziej na zewnątrz synapsy znajduje się obwodowa (peryferyjna) część – pSMACs, utworzona przede wszystkim z pierścienia
cząsteczek adhezyjnych, białka ADAP, taliny i receptora dla transferyny które ułatwiają stabilizacje połączenia limfocytu z APC
- jako ostatni występuje dystalny obszar dSMAC zawierający cząsteczki CD43 i niektóre fosfatazy, ze względu na duże rozmiary
cząsteczki CD43 mogą hamować interakcje białek przekaźnikowych ze sobą, fosfatazy natomiast poprzez działanie defosforylujące
znoszą efekt kinaz aktywujących szlak przekazywania sygnału do komórki

Ryc. 14.5

Przekazanie sygnału do aktywacji do wnętrza komórki

- TCR składa się z części wiążącej i z części przekazującej sygnał do wnętrza komórki
- w swojej strukturze nie zawiera miejsc katalitycznych które mogłyby fosforylować białka komórkowe
- niezbędny w tym procesie jest udział niereceptorowych kinaz tyrozynowych:

kinazy Lck i Fyn z rodziny kinaz Src-podobnych

kinazy ZAP-70 i Syk z rodziny kinaz Syk-podobnych

kinaza Itk z rodziny kinaz Tec-podobnych

kinaza z rodziny kinaz Csk-podobnych

- kinazy fosforylują reszty tyrozynowe sekwencji ITAM, sekwencje te znajdują się w obrębie cząsteczek CD3 kompleksu receptora
TCR
- do ufosforylowanych tyrozyn sekwencji ITAM może się przyłączyć kinaza ZAP-70, jest ona niezbędna do prawidłowego dojrzewania
tymocytów i aktywacji limfocytów na obwodzie
- rezultatem aktywacji kinaz tyrozynowych jest uruchomienie kaskady białek odpowiedzialnych za dalsze przekazywanie sygnału do
komórki
- część z nich należy do tak zwanych białek adaptorowych
- cechą charakterystyczną tych białek jest obecność domen odpowiedzialnych za interakcje z innymi białkami, nie wykazują one
aktywności enzymatycznej, ich funkcja jest regulowana przez fosforylację, działają jako molekularny łącznik między receptorami
powierzchniowymi a cząsteczkami które uczestniczą w przekazywaniu sygnału do wnętrza komórki (np. kaskady kinaz serynowo-
treoninowych)
- najlepiej poznanymi białkami adaptorowymi są cząsteczki LAT i SLP-76
- białka adaptorowe mogą regulować nawzajem swoją aktywność
- w wewnątrzkomórkowym procesie przekazywania sygnału do aktywacji LimT główną rolę odgrywają dwa rodzaje szlaków:

pierwszy z nich zostaje zapoczątkowany przez metabolizm fosfatydyloinozytolu (PI) w błonie komórkowej (przekaźniki
drugiego rzędu to trisfosforan inozytolu IP3 i diacyloglicerol DAG) i wiąże się z aktywacją zależnych od wapnia kinaz i
fosfataz

w drugim dochodzi do uaktywnienia białek o właściwościach GTPaz a następnie do przekazania sygnału za pośrednictwem
tak zwanych kinaz białkowych aktywowanych przez mitogen (MAPK)

- szlaki kinaz MAP prowadzą do aktywacji czynników transkrypcyjnych, w aktywowanym limfocycie dochodzi do indukcji wielu genów

Cząsteczki powierzchniowe wpływające na proces aktywacji limfocytów T

- cząsteczka CD28 i ICOS oraz ich ligandy odpowiednio CD80/86 oraz ICOSL uczestniczą w najważniejszym szlaku aktywującym w
procesie kostymulacji

CD28 należy do nadrodziny białek Ig-podobnych, występuje konstytutywnie na 50% ludzkich LimT CD8+ i 95% LimT CD4+

sygnał kostymulujący w znaczący sposób potęguje wydzielanie Il-2 i proliferację LimT

ponadto zwiększa się wydzielanie Il-4, Il-5, CXCL8, Il-13, INF-gamma, TNF i GM-CSF oraz ekspresja podjednostek α i β
receptora dla Il-2 i lagandu dla CD40

wiązanie się z CD80 ma większe znaczenie przy wykształcaniu się odpowiedzi immunologicznej typu Th1

wiązanie się z CD86 odgrywa większą rolę przy odpowiedzi typu Th2

cząsteczka ICOS wykazuje około 30% homologii z CD28 i CTLA-4

jej ligandem jest ICOSL obecna na APCs

w przeciwieństwie do CD28 ICOS nie występuje na powierzchni limfocytów dziewiczych

ulega natomiast ekspresji na stymulowanych LimT w ciągu 48h po aktywacji

znajduje się również na powierzchni komórek pamięci

moduluje aktywność LimTh1 i Th2

zwiększa wydzielanie przez nie Il-4, Il-5, Il-10, IFN-gamma, TNF, ale nie Il-2!

zwiększa również ekspresję CD154 (CD40L) na powierzchni limfocytów

- z kolei CTLA-4, choć wykazująca dużą homologię do CD28, dostarcza tak zwanej negatywnej kostymulacji, czyli hamuje proces
aktywacji

jest również cząsteczką Ig-podobną

występuje w błonie komórkowej jako homodimer i wykazuje około 30% homologii do CD28

ligandami dla niej są CD80 i CD86

wykazuje około 100-krotnie większe do nich powinowactwo niż CD28

w przeciwieństwie do CD28 jest indukowana na powierzchni aktywowanych LimT i przekazuje do wnętrza komórki sygnał
hamujący aktywację

Ryc. 14.19

Anergia limfocytów T

- przekazanie sygnału z kompleksu TCR nie zawsze musi prowadzić do aktywacji limfocytu
- jego konsekwencją może być również wejście w stan anergii
- limfocyty w stanie anergii nie ulega aktywacji po rozpoznaniu swoistego antygenu nawet jeśli równolegle otrzymuje sygnały
kostymulujące, wystarczające do aktywacji limfocytu dziewiczego
- do przyczyn anergi z jednej strony można zaliczyć brak odpowiedniej kostymulacji przy pierwszym rozpoznaniu antygenu przez
limfocyt, z drugiej strony za taki stan rzeczy może być odpowiedzialna struktura peptydu rozpoznawanego w kontekście cząsteczki
MHC (podstawienie kilku aminokwasów może być przyczyną powstania antygenu częściowo aktywującego – częściowy agonista, lub
też nawet hamującego aktywację – antagonista)
- anergia na skutek braku kostymulacji jest jednym z podstawowych mechanizmów fizjologicznej tolerancji własnych antygenów na
obwodzie
- anergia wywołana przez zmienione peptydy odgrywa ważną rolę w patogenezie chorób zakaźnych (np. HIV, białka powstające na
skutek mutacji mogą nie tylko powodować brak ich rozpoznania przez aktywowane LimT ale również hamować poprzez działanie
antagonistyczne aktywację LimT)
- konsekwencją rozpoznania antygenu może być również apoptoza LimT (selekcja tymocytów w grasicy)

Aktywacja limfocytów B

- kompleks receptora BCR rozpoznającego antygen podobnie jak u LimT składa się z dwóch głównych części funkcjonalnych
- jedną z nich jest błonowa forma immunoglobuliny (receptor immunoglobulinowy), odpowiadająca za rozpoznanie antygenu
- w przeciwieństwie jednak do LimT antygen rozpoznawany jest w formie natywnej (nie potrzeba MHC)
- druga część kompleksu BCR odpowiada za przekazywanie sygnału do wnętrza komórki, część tą tworzy heterodimer którego
składnikami są błonowe cząsteczki określane nazwami Igα i Igβ, w obrębie każdej z tych cząsteczek znajduje się po jednej sekwencji
ITAM

Przekazywanie sygnału do aktywacji do wnętrza komórki

- we wczesnych etapach przekazywania sygnału z BCR dochodzi do aktywacji odpowiednich kinaz tyrozynowych, jako pierwsze
aktywowane są kinazy Src-podobne, spośród których trzem (Lyn, Fyn i Blk) przypisuje się największe znaczenie
- aktywacja kinaz Src-podobnych powoduje między innymi fosforylację tyrozyn w obrębie sekwencji ITAM cząsteczek Igα i Igβ
- do ufosforylowanych ITAM przyłączają się kolejne białka biorące udział w przekazywaniu sygnału do wnętrza komórki, jednym z
nich jest kinaza tyrozynowa Syk
- w procesie wewnątrzkomórkowego przekazywania sygnału z BCR uczestniczą białka wielu szlaków, z których ważną rolę pełni PLC-
γ, GTPazy, Ras i Rac oraz kinaza 3-fosfatydyloinozutolu (PI-3K)

Ryc.14.23

Cząsteczki powierzchniowe wpływające na proces aktywacji limfocytów B

- ostateczny efekt wywoływany przez bodziec działający na receptor antygenowy LimB zależy w dużej mierze od wpływu
wywieranego przez inne cząsteczki powierzchniowe
- największą rolę w kostymulacji przypisuje się cząsteczkom CD40, kompleksowi CD19/CD21/CD81, cząsteczce CD22 oraz FcγRIIB
(CD32)

CD40 należy do nadrodziny receptorów dla cząsteczek TNF-podobnych i występuje na wielu typach komórek, ligandem dla
niej jest cz.CD154 (CD40L) obecna na LimT, przekazywanie sygnału przez CD40 powoduje aktywację w LimB między innymi
kinaz Lyn i Syk, PI-3K oraz fosfolipazy PLC-γ, aktywacja LimB przez CD40 prowadzi również do zwiększonej ekspresji na ich
powierzchni cząsteczek Fas, czyni to je podatnymi na apoptozę indukowaną przez FasL

CD19 jest glikoproteiną występującą wyłącznie na LimB, jej ekspresja zanika po przekształceniu się LimB w komórkę
plazmatyczną, jednoczesne związanie CD19 i BCR znacznie obniża próg aktywacji LimB, w błonie występuje w kompleksie z
CD21 oraz CD81, jako całość kompleks ten wzmaga kostymulację LimB przez CD40, CD38, CD72 oraz indukuje adhezję
LimB do fibronektyny

CD22 jest cząsteczką należącą do nadrodziny białek Ig-podobnych, w błonie komórkowej LimB jest konstytutywnie związana
z BCR, pobudzenie BCR prowadzi do fosforylacji tyrozyn w CD22, konsekwencją tego jest przyłączenie się różnych
czynników determinujących przekazywanie sygnału przez BCR

CD32 (FcγRIIB) jest negatywnym regulatorem przekazywania sygnału z BCR, jednym z mediatorów jego działania jest
fosfataza SHP-1 przyłączająca się do sekwencji ITIM receptora, innym enzymem jest fosfataza tyrozynowa SHIP

CD134L (OX40L) jest cząsteczką występującą na powierzchni aktywowanych LimB, pozbawienie LimB tej cząsteczki
uniemożliwia przełączanie klas!

CD30 i CD153 są cząsteczkami powierzchniowymi LimB związanymi z negatywną regulacją odpowiedzi humoralnej,
przekazywanie sygnału przez te cząsteczki hamuje proces przełączania klas, ogranicza również aktywację LimB o małym
powinowactwie do antygenu

- pomimo iż procesy aktywacji LimB i LimT zostały opisane oddzielnie należy pamiętać, że oba te procesy są ze sobą w ścisłym
związku, LimB mogą pełnić rolę profesjonalnych komórek prezentujących antygen, a LimT pomocnicze są potrzebne w większości
przypadków do prawidłowej aktywacji LimB

ryc. 14.25

15. Mechanizmy cytotoksyczności limfocytów

- mechanizmy cytotoksyczności limfocytów odgrywają główną rolę w odpowiedzi immunologicznej przeciwko patogenom
wewnątrzkomórkowym (wirusom, mikoplazmom oraz niektórym bakteriom i pierwotniakom), mogą również uczestniczyć w
niszczeniu komórek nowotworowych oraz komórek allogenicznego przeszczepu
- w trakcie niektórych chorób autoimmunizacyjnych celem ich ataku mogą stać się również niektóre niezmienione komórki organizmu
- limfocytami zdolnymi do wywierania efektu cytotoksycznego są przede wszystkim limfocyty T CD8+, komórki NK. komórki NKT oraz
limfocyty Tγδ
- limfocyty T CD8+ z TCRαβ określane są jako cytotoksyczne limfocyty T (CTL), mają one dużą liczbę ziaren w cytoplazmie i
pochodzą z wcześniej aktywowanych form prekursorowych - pCTL
- podobnie zdolne do szybkiego i bezpośredniego efektu cytotoksycznego są komórki NK wyposażone w ziarna
- niszczenie komórek docelowych polega na wyzwoleniu w nich apoptozy
- dwa mechanizmy cytotoksyczności komórkowej:

mechanizm związany z uwolnieniem zawartości cytoplazmatycznych ziaren (cytolitycznych)

mechanizm związany z aktywacją receptorów dla cząsteczek nadrodziny TNF obecnych na komórkach docelowych (receptory
Fas, receptory dla TNF i receptory dla TRAIL)

- do efektu cytotoksycznego w który zaangażowane są ziarna dochodzi stosunkowo szybko, natomiast w mechanizmie zależnym od
receptorów dla cząsteczek nadrodziny TNF czas zabicia komórki docelowej wynosi kilka godzin
- oddziaływanie limfocytów na komórki może mieć również charakter pośredni, wynikający z wydzielania innych cytokin niż TNF i
TRAIL, przede wszystkim INF-gamma który działa cytostatycznie i silnie aktywuje makrofagi

mechanizm cytotoksyczności

czynnik

mechanizm działania

związany z cytoplazmatycznymi
ziarnami cytolitycznymi

perforyna
granzymy
granulizyna
enzymy lizosomalne

TIA-1
NKLAM

- tworzenie porów w błonie komórkowej, współudział w apoptozie
- proteoliza białek cytoplazmy i białek jądrowych, indukcja apoptozy
- uszkadzanie błon komórkowych, indukcja apoptozy
- proteoliza białek cytoplazmy i białek jądrowych, uczynnianie granzymów,
indukcja apoptozy
- stymulacja degradacji DNA
- ubikwitynacja białka URKL-1

związany z receptorami dla
cząsteczek nadrodziny TNF

FasL
TNF
Lt-α
TRAIL

- indukcja apoptozy przez Fas
- indukcja apoptozy przez TNF-RI
- indukcja apoptozy przez TNF-RI
- indukcja apoptozy przez receptory DR4 i DR5

Wstępne etapy reakcji cytotoksycznej

- podstawowym warunkiem wystąpienia reakcji cytotoksycznej jest rozpoznanie komórki docelowej przez odpowiedni limfocyty
- charakter swoisty dla CTL
- charakter nieswoisty dla komórek NK, komórki NK mogą też brać udział w reakcjach swoistych z udziałem przeciwciał – ADCC
- powstałe złącze pomiędzy komórką efektorową i docelową określane jest jako synapsa immunologiczna lityczna (dla odróżnienia od
synapsy immunologicznej powstającej między APC a limfocytem)
- synapsa lityczna ma część obwodową o kształcie pierścienia, w obrębie którego zachodzi interakcja adhezyjnych cząsteczek
błonowych komórki docelowej i limfocytu (LFA-1 – ICAM) i część centralną
- w części centralnej można wyróżnić domeną wydzielniczą, w której dochodzi do uwolnienia zawartości ziaren cytolitycznych oraz
domenę sygnalizacyjną warunkującą rozpoznanie
- ponieważ proces zabicia komórki docelowej musi się odbyć w miarę szybko, niekiedy wystarczy rozpoznanie tylko kilku antygenów
prezentowanych przez cz.MHC I, synapsa lityczna nie przyjmuje wówczas typowej formy i proces wydzielania ziaren nie jest
zorganizowany

Reakcja cytotoksyczna zależna od ziaren cytolitycznych

- większe znaczenie
- głównie do nich odnoszą się zjawiska biorące udział w powstawaniu synapsy litycznej
- po związaniu komórki docelowej przez limfocyty dochodzi do istotnych zmian w jego strukturze
- polegają one na jednoczesnym przemieszczeniu się centrum organizacji mikrotubul (MTOC), aparatu Golgiego i ziaren
cytoplazmatycznych do bieguna którym CTL styka się z komórką docelową – polaryzacja, biorą w niej udział mikrotubule i inne
elementy cytoszkieletu
- polaryzacja jest zjawiskiem niezbędnym do wystąpienia efektu cytotoksycznego
- efekt ten zależy od wydzielania przez limfocyty do przestrzeni miedzykomórkowej zawartości zgromadzonych w nim ziaren
cytolitycznych i innych czynników cytotoksycznych
- decydującą rolę w polaryzacji odgrywają jony wapnia Ca2+, wzrost ich stężenia w cytoplazmie jest typowym efektem będącym
konsekwencją aktywacji CTL za pośrednictwem TCR/CD3
- w ziarnach czynniki zdolne do bezpośredniego zabicia komórki, uwolnienie ich i innych czynników cytotoksycznych określane jako
„śmiertelny cios”
- po zadaniu śmiertelnego ciosu limfocyt oddziela się i wyrusza na poszukiwanie następnej ofiary, zjawisko to nazywa się
recyrkulacją (im więcej składników macierzy pozakomórkowej tym szybsze poruszanie się)
- zdolność do zabicia następnej komórki docelowej wymaga pewnego okresu refrakcji, niezbędnego do syntezy zużytych czynników
cytotoksycznych i odtworzenia ziaren cytoplazmatycznych

- ziarna CTL są wytworem aparatu Golgiego, mają one zarówno cechy typowych pęcherzyków wydzielniczych jak i lizosomów
- w ziarnach zawarte są czynniki cytotoksyczne, z których najlepiej scharakteryzowano: perforynę, kilka białek z rodziny proteaz
serynowych (granzymów) oraz granulizynę, obiektem zainteresowania jest również wewnątrzkomórkowe białko limfocytów T (TIA-1),
ziarna cytolityczne zawierają także kalretikulinę oraz związane z błoną cząsteczki FasL

perforyna

nazwa pochodzi od jej zdolności do wbudowywania się w błonę komórkową i tworzenia w niej kanałów

jest glikoproteiną

posiada domenę o właściwościach hydrofobowych – wbudowywanie w błonę

podobnie jak składnik C9 dopełniacza perforyna po wbudowaniu w błonę polimeryzuje tworząc kanały

proces ten uzależniony jest od obecności Ca2+

funkcjonalny kanał mogą tworzyć 3-4 cząsteczki perforyny

średnica porów jest wystarczająco duża aby umożliwić swobodny wypływ i dopływ do cytoplazmy różnych jonów a
nawet polipeptydów, powoduje to zniesienie integralności komórki, zaburzenia gospodarki mineralnej i szok
toniczny

końcowym wynikiem działania perforyny jest indukcja apoptozy w komórce docelowej i w konsekwencji degradacja
DNA (wniknięcie Ca2+ i aktywacja endonukleaz oraz granzymów i białka TIA-1)

granzymy

proteazy serynowe od A do M

w ziarnach cytolitycznych są związane z proteoglikanem serglicyną i podobnie jak perforyna stanowią niezbędny
element reakcji cytotoksycznej

po uwolnieniu z ziaren są pochłaniane przez komórkę docelową i dostają się do cytoplazmy

w sposób bierny mogą się one dostawać do atakowanej komórki na drodze endocytozy uszkadzanych przez
perforynę fragmentów błony

cząsteczki perforyny mogą się wiązać na powierzchni komórki z receptorem dla mannozo-6-fosforanu lub być
przekazywane siarczanowi heparanu obecnemu na powierzchni komórki

nie jest jasne w jaki sposób granzymy przedostają się z endosomów do cytoplazmy komórek

w cytoplazmie komórek docelowych granzymy wykazują aktywność proteolityczną

granzym A działa na poziomie jądra komórkowego prowadząc do uszkadzania DNA, nie ma właściwości
aktywowania kaspaz:

wiąże się z nukleoliną i ją rozkłada

degraduje histon H1, uwrażliwiając DNA na działanie endonukleaz

bezpośrednio rozszczepia laminę

unieczynnia w jądrze kompleks SET zawierający enzymy naprawcze DNA

granzym B występuje w postaci monomeru, jego rola w indukcji apoptozy wynika z:

aktywacji kaspaz w tym efektorowej kaspazy 3

uczynniania DNazy CAD

rozszczepiania białka Bid, w wyniku czego powstała forma tBid może reagować z mitochondrialnymi
białkami Bax i Bak, co powoduje uwolnienie cytochromu c

oddziałuje na tubulinę α zaburzając funkcję cytoszkieletu

białko TIA-1

ma ono trzy domeny zdolne do wiązania RNA i jak się wydaje uczestniczy w degradacji kwasów nukleinowych w
komórce docelowej

działa wtórnie w stosunku do perforyny, umożliwiającej mu dostanie się do cytoplazmy komórki docelowej

granulizyna

należy do rodziny sapozyn, białek wiążących lipidy

pod względem działania przypomina defensyny – uszkadza błonę wielu różnych drobnoustrojów

niszczy również błony mitochondrialne oraz aktywuje kaspazę 9 indukując tym samym szlak apoptozy

odgrywa istotną rolę w niszczeniu bakterii z rodzaju Mycobacterium oraz drożdży Cryptococcus – ważny element
obrony w gruźlicy, trądzie i niektórych drożdżycach

wywiera także działanie przeciwnowotworowe indukując w komórkach nowotowru apoptozę

- funkcje ochronne przed nieswoistymi czynnikami zawartymi w ziarnach (neutralizacja i transport cząsteczek perforyny i
granzymów) sprawują zawarte w ziarnach glikozaminoglikany (siarczan chondroityny A)
- zakłada się również istnienie cząstek ochronnych na powierzchni limfocytów, taką rolę może pełnić związana z powierzchnią
limfocytu katepsyna B, neutralizująca działanie perforyny
- szczególną rolę pełnią białka hamujące proteazy serynowe (w tym granzymy) zwane serpinami
- obecne są w dużych stężeniach w cytoplazmie komórek NK i CTL a także komórek dendrytycznych, chronią je przed własnym
granzymem B

Przebieg reakcji cytotoksycznej zależnej od receptorów dla cząsteczek nadrodziny TNF

- cytotoksyczność oparta na interakcji wytwarzanych przez komórki efektorowe ligandów ze swoistymi receptorami obecnymi na
komórkach docelowych
- konsekwencją tej interakcji jest przekazanie sygnału do komórki docelowej, indukującego w niej proces apoptozy
- głównymi czynnikami (ligandami) odpowiedzialnymi za omawiany rodzaj cytotoksyczności są cząsteczki nadrodziny TNF, których
receptory w komórkach docelowych zawierają e części cytoplazmatycznej domenę śmierci DD
- do cząsteczek tych należą FasL, TRAIL, TNF oraz LT-α
- z wyjątkiem LT-α która występuje tylko w formie rozpuszczalnej, wymienione cząstki mają również formę związaną z błoną i mogą
uczestniczyć w reakcjach komórkowych związanych z bezpośrednim kontaktem między komórkami
- związanie się tych czynników ze swoistymi receptorami indukuje zależne od DD mechanizmy komórkowe prowadzące do aktywacji
kaspaz i apoptozy
- w wypadku limfocytów główną rolę w cytotoksyczności zależnej od cząsteczek nadrodziny TNF odgrywa FasL, reagujący z
receptorem Fas
- choć Fas jest szeroko rozpowszechniony w różnych typach komórek, cytotoksyczność ta odgrywa mniejszą rolę niż ziarna
- oprócz komórek NK i CTL za pomocą FasL mogą zabijać również LimT CD4+
- ekspresja FasL na limfocytach CTL jest indukowana za pośrednictwem TCR
- zjawisko to mogą wspomagać cytokiny Il-2, Il-12 i INF-γ
- z kolei ekspresja Fas wzrasta po pobudzeniu komórek przez INF-γ i TNF, lokalne wytwarzanie tych cytokin może wpływać na wzrost
wrażliwości komórek docelowych na efekt cytotoksyczny

Apoptoza jako mechanizm efektorowy cytotoksyczności komórkowej

- najczęściej apoptoza przez kaskadę aktywacji kaspaz
- kaskada ta uruchamiana zarówno przez mechanizmy zależne od ziaren jak i receptorów dla cząsteczek rodziny TNF
- kaspazy efektorowe degradują różne biała komórkowe, w tym niektóre białka jądrowe – nieodwracalne zmiany DNA
- w przypadku receptorów dla cząsteczek nadrodziny TNF dochodzi do aktywacji kaspaz inicjatorowych, które przekształcane są w
aktywne kaspazy w wyniku interakcji z domenami CARD i DED białek adaptorowych reagujących z domenami śmierci
- zarówno szlak zależny od ziaren jak i receptorów dla nadrodziny TNF prowadzą w efekcie do tego samego – apoptozy komórki
docelowej

19. Immunologia rozrodu

Zjawiska immunologiczne w ciąży
- płód dla matki jest organizmem semiallogenicznym
- w trakcie ciąży dochodzi nie tak do supresji, jak do pobudzenia odpowiedzi immunologicznej matki, a reakcja ta jest wręcz
niezbędna do prawidłowego zagnieżdżenia zarodka w ścianie macicy i jego dalszego rozwoju
- wydaje się, że brak rozpoznania antygenów płodowych przez układ odpornościowy matki może być przyczyną niepowodzenia ciąży

Wczesne etapy ciąży

- do zapłodnienia komórki jajowej najczęściej dochodzi w jajowodzie
- początkowo komórki rozwijającej się blastocysty zaczynają różnicować się w trofektodermę, z której powstaje łożysko, oraz w
węzeł zarodkowy (embrioblast), z którego rozwija się płód
- z części trofektodermy, która będzie miała bezpośredni kontakt z błoną śluzową macicy, powstaje trofoblast
- wyróżnia się trofoblast kosmówkowy i pozakosmówkowy
- trofoblast kosmówkowy, pokrywający kosmki, zbudowany jest z cytotrofoblastu i syncytiotrofoblastu
- trofoblast pozakosmówkowy wnika w doczesną, część wnika do światła tętnic spiralnych macicy, w których zastępuje komórki
środbłonka i przekształca się w trofoblast wewnątrznaczyniowy
- po około tygodniu od zapłodnienia dochodzi do implantacji, proces ten bardzo przypomina toczenie się leukocytów po śródbłonku
- na powierzchni trofoblastu znajdują się selektyny L, które wiążą się z mucynami na powierzchni śluzówki podczas przemieszczania
się blastocysty wzdłuż jamy macicy
- w błonie śluzowej macicy wytwarzanych jest wiele chemokin, które po związaniu z odpowiednimi receptorami na komórkach
blastocysty aktywują integryny
- zagnieżdżająca się blastocysta, podobnie jak leukocyty, całkowicie wsuwa się pod warstwę komórek nabłonkowych śluzówki macicy
- dochodzi do rozpoczęcia reakcji zapalnej prowadzącej do przekształcenia się tej śluzówki w doczesną
- wydzielane lokalnie cytokiny (Il-1, Il-15, chemokiny) działają na komórki matczyne i płodowe, pobudzając ich wzrost i różnicowanie
- komórki doczesnej pod wpływem kontaktu z trofoblastem wytwarzają cytokinę LIF, która wydaje się niezbędna do prawidłowego
rozwoju łożyska

Odpowiedź immunologiczna w doczesnej

- trofoblast ma bezpośredni kontakt z układem odpornościowym matki – trofoblast kosmówkowy jest obmywany przez matzyną
krew, trofoblast pozakosmówkowy wnika w doczesną pomiędzy naczyniami
- na komórkach trofoblastu nie ma klasycznych cząsteczek MHC I i II, z wyjątkiem HLA-C
- na komórkach tych obecne są natomiast nieklasyczne cząsteczki MHC klasy I – HLA-G i HLA-E (najmniej immunogenna MHC)
- komórki syncytiotrofoblastu wytwarzają również rozpuszczalne cząsteczki MICA i MICB, cząsteczki te mogą wiązać się z
aktywującymi receptorami NKG2D komórek NK blokując ich cytotoksyczność
- wkrótce po implantacji do doczesnej dopływają maciczne komórki NK (uNK), proces regulowany przez Il-15, progesteron i
chemokiny, w doczesnej komórki NK przebywają w dużej liczbie niemal przez cały pierwszy trymestr ciąży, po czym stopniowo
zanikają – udział w prawidłowym rozwoju unaczynienia (wydzielają cytokiny i czynniki wzrostu biorące udział w angiogenezie)
- komórki uNK wydzielają również cytokiny związane z odpowiedzią typu Th1

Rola limfocytów regulatorowych w ciąży

- w trakcie ciąży dochodzi do przejściowego zahamowania systemowej odpowiedzi przeciw antygenom ojcowskim - tolerancja
- po porodzie reaktywność względem antygenów ojcowskich wraca do poziomu sprzed ciąży
- w mechanizmie tolerancji prawdopodobnie biorą udział matczyne komórki dendrytyczne, fagocytują one złuszczające się komórki
apoptotyczne trofoblastu i przy braku dodatkowego pobudzenia indukują anergię limfocytów rozpoznających przez nie antygeny
- ponadto niedojrzałe komórki dendrytyczne mogą indukować powstanie limfocytów regulatorowych Treg – złagodzenie niektórych
chorób autoimmunizacyjnych w czasie ciąży
- limfocyty Treg regulują przebieg odpowiedzi immunologicznej, mogą wytwarzać Il-10 i pośrednio hamować aktywność limfocytów
efektorowych

Inne mechanizmy immunoregulacyjne w ciąży

- na powierzchni trofoblastu znajduje się bardzo dużo cząsteczek CD55, CD46 i CD59 (protektyna), które hamują aktywność
dopełniacza, chroniąc łożysko i płód
- bardzo ważną rolę w indukcji tolerancji płodowej odgrywa enzym rozkładający tryptofan 2,3-dioksygenaza indoloaminy (IDO),
limfocyty T są wyjątkowo wrażliwe na spadek stężenia tryptofanu, zahamowaniu ulega wówczas ich proliferacja, niekiedy apoptoza
- pod wpływem INF-γ wytwarzanego przez uNK, który indukuje syntezę IDO w komórkach trofoblastu, makrofagach i komórkach
dendrytycznych doczesnej dochodzi zatem do sytuacji, że łożysko próbuje zagłodzić limT, które mogłyby je uszkadzać
- jeśli mimo to limT przeżyją, to na powierzchni komórek trofoblastu znajdują się też cząsteczki FasL, które indukują apoptozę
aktywowanych limfocytów matki mających na swej powierzchni CD95 (Fas)

Immunologiczne przyczyny niepłodności
- wydaje się, że za niepłodność z przyczyn immunologicznych mogą być odpowiedzialne:

autoimmunizacyjne zapalenie jądra lub jajnika

przeciwciała przeciwplemnikowe występujące u mężczyzn (najczęściej po urazie jądra – przerwanie bariery krew-jądro)

przeciwciała przeciwplemnikowe występujące u kobiet

- przeciwciała przeciwplemnikowe prowadzą do niepłodności tylko wtedy gdy wiążą epitopy antygenów niezbędnych do zapłodnienia
komórki jajowej

Szczepionki antykoncepcyjne
- szczepionki zaburzające proces tworzenia gamet – przeciwko gonadoliberynie (hamuje wytwarzanie testosteronu i nasienia, trzeba
podtrzymywać drugorzędowe cechy płciowe hormonami) i hormonowi folikulotropowemu (indukuje powstawanie przeciwciał
blokujących, które nieznacznie zmniejszają liczbę plemników w nasieniu)
- szczepionki zaburzające prawidłową funkcję gamet – przeciwko nasieniu i osłonce przejrzystej komórki jajowej
- szczepionki uniemożliwiające rozwój zarodka: przeciwko gonadotropinie kosmówkowej HCG – mało kobiet odpowiada na
szczepionkę wytworzeniem przeciwciał

Odporność bierna przekazywana przez łożysko i z mlekiem matki
- matczyne IgG chronią płód przed wrodzonymi infekcjami i zapewniają odporność w pierwszych tygodniach po urodzeniu (z łożyska)
- transport przeznabłonkowy IgG odbywa się na zasadzie transcytozy i zachodzi z udziałem noworodkowego receptora FcRn
- hierarchia przepływu następująca: IgG4>IgG1>IgG3>IgG2
- barierę immunologiczną noworodka wspomagają również wydzielnicze IgA (S-IgA) oraz leukocyty obecne w mleku matki

- niespecyficzne czynniki przeciwzakaźne: lizozym, laktoferyna, nukleotydy, kwasy tłuszczowe i cukry złożone

22. Nadwrażliwość

- stan wypaczonej odpowiedzi immunologicznej, prowadzący do uszkodzenia tkanek i zapoczątkowujący proces chorobowy
- termin używany przede wszystkim do określania nieprawidłowości powstających na skutek działania czynników zewnętrznych
(alergia)
- stany patologiczne wynikające z reakcji immunologicznych w stosunku do autoantygenów (czynniki wewnętrzne) są
charakteryzowane jako stany autoagresji (reakcje autoimmunizacyjne)

typ I (natychmiastowy)

Typ II (cytotoksyczny)

Typ III (kompleksy)

Typ IV (komórkowy)

- katar sienny

- reakcja poprzetoczeniowa

- choroba posurowicza

- kontaktowe zapalanie skóry

- atopowe zapalenie skóry

- lekopochodne cytopenie

- przewlekłe kłębuszkowe zap.nerek

- ostre odrzucenie przeszczepu allog.

- pokrzywka

- choroba hemolityczna noworodków

- zew.poch. alergiczne zap.pęcheryzków pł

- odczyn po subq podaniu tuberkuliny

- wstrząs anafilaktyczny

- miastenia

- reakcja Arthusa

- astma atopowa

Nadwrażliwość typu I (alergia)
- niewspółmiernie mała dawka antygenu wywołuje czasem dramatyczne objawy
- u jej podłoża leżą reakcje antygenu (alergenu) z przeciwciałami IgE związanymi z receptorami powierzchniowymi (FcεRI) komórek
tucznych i bazofilów
- efekt kliniczny wywołany jest głównie z wydzielaniem przez te komórki mediatorów (histamina, leukotrieny, aktywatory kinin)
- atopia - dziedziczna skłonność do nadmiernego wytwarzania przeciwciał IgE rozpoznających niektóre antygeny powszechne w
środowisku (stan ten niekoniecznie wiąże się z ujawnieniem klinicznych objawów alergii), lub synonim choroby u podłoża której leżą
mechanizmy nadwrażliwości typu I (atopowe zap.skóry, astma atopowa, sezonowy alergiczny nieżyt nosa)

Czynniki warunkujące wystąpienie alergii
- najczęściej definiuje się alergię na podstawie: obecności swoistych przeciwciał IgE w surowicy, dodatnich prób skórnych, objawów
klinicznych

Wpływ czynników genetycznych

- ryzyko zachorowania na alergię większe u osób obciążonych rodzinnie (gdy jedno z rodziców lub oboje cierpią na jakąś postać
alergii)
- średnie ryzyko 40% gdy jedno z rodziców cierpi na alergię, do 60% gdy oboje są alergikami
- chłopcy częściej zapadają na choroby alergiczne i ryzyko zachorowania dziecka jest większe w wypadku alergii matki niż gdy
alergikiem jest ojciec
- poszukiwanie genów odpowiedzialnych za występowanie u alergików nadmiernych reakcji na nieszkodliwe w sumie alergeny
zmierza w dwóch kierunkach: badania nad korelacją występowania określonych antygenów MHC z odpowiedzią na dany alergen i
badania nad dziedziczeniem ogólnej nadreaktywności w zakresie odpowiedzi immunologicznej z udziałem IgE (predyspozycji do
alergii)
- wystąpienie schorzeń alergicznych warunkowane wielogenowo, zidentyfikowano kilkanaście genów i markerów chromosomowych
powiązanych z wystąpieniem alergii
- w wielu przypadkach udało się wyjaśnić dlaczego dany gen (jego allel) predysponuje do wystąpienia alergii
- niejednokrotnie zmiany pojedynczych nukleotydów w regionie promotorowym genu sprawiają, że u osoby dziedziczącej konkretny
allel jest większa ekspresja określonego białka, co przekłada się na efekt biologiczny

Wpływ czynników środowiskowych

- warunki życia i rozwoju dzieci obecnych zasadniczo różnią się od warunków w jakich dorastali ich dziadkowie
- zmiany dotyczą częstości występowania chorób zakaźnych, ich leczenia, kontaktu z mikroorganizmami, diety, składu powietrza etc
- zmiany te wiążą się ze stale zwiększającą się zapadalnością na alergie, szczególnie dzieci i młodzieży (teoria cywilizacyjna)

czynniki infekcyjne

- ewolucja człowieka przebiegała w warunkach stałego kontaktu z pasożytami i ciągłego zagrożenia ze strony bakterii i wirusów,
obecnie w krajach wysoko rozwiniętych dzieci wzrastają w warunkach ograniczonego kontaktu z wieloma mikroorganizmami
(niekoniecznie patogennymi), ponadto dzięki szczepieniom nie chorują i nie nabywają w sposób naturalny odporności na schorzenia
wieku dziecięcego
- coraz powszechniej przyjmuje się, że brak tego treningu immunologicznego prowadzi do nieprawidłowych reakcji układu
immunologicznego w stosunku do niektórych antygenów (m.in.przewaga w odpowiedzi immunologicznej LimTh2 nad LimTh1), co w
połączeniu z niewykorzystanym potencjałem obronnym wobec pasożytów wielokomórkowych (opierającym się na komórkach
tucznych, eozynofilach i przeciwciałach IgE) prowadzi do wzrastającej zapadalności na schorzenia alergiczne – hipoteza higieny
- tuż po urodzeniu niemowlę ma fizjologiczną nadreaktywność LimTh2, która w okresie wczesnego dzieciństwa słabnie
(zrównoważenie funkcji Th1 i Th2), czynnikiem osłabiającym dominację LimTh2 jest kontakt z określonymi mikroorganizmami,
stymulującymi wytwarzanie Il-12 i INF-γ
- mniejsze ryzyko alergii u dzieci oddawanych do żłobków i posiadających starsze rodzeństwo
- na ryzyko wystąpienia alergii wpływa również skład fizjologicznej flory bakteryjnej przewodu pokarmowego (podawanie
probiotyków zmniejsza ryzyko wystąpienia atopowych zmian skórnych)
- zakażenie pasożytami wielokomórkowymi wiąże się ze zmniejszonym ryzykiem wystąpienia alergii, choć indukują one mechanizmy
odporności z udziałem LimTh2 to stymulują wytwarzanie poliklonalnych IgE przyczyniając się do blokowania receptorów FcεRI na
komórkach tucznych i osłabienia reakcji tych komórek na alergeny środowiskowe
- w warunkach zakażenia pasożytami obserwuje się ponadto wzmożoną aktywność LimTreg hamujących proces alergizacji

czynniki toksyczne, zanieczyszczenia środowiskowe i inne

- zanieczyszczenia motoryzacyjne, między innymi cząstki spalin silników Diesla usposabiają do zachorowania na alergie, mogą np.
indukować wzrost IgE w wydzielinie jamy nosowej bez jednoczesnego wpływu na inne klasy przeciwciał, ponadto pośrednio sprzyjają
dojrzewaniu komórek dendrytycznych i promują rozwój LimTh2
- czynnikiem usposabiającym do wystąpienia alergii w obrębie układu oddechowego jest dym papierosowy, bierne palenie przez
dzieci powoduje zwiększone stężenie IgE i Il-4 w surowicy (za efekt odpowiedzialne węglowodory aromatyczne jak w spalinach
Diesla)
- ochronna rola kwasów tłuszczowych ω-3 i innych składników zawartych w oleju ryb morskich
- dodatnia korelacja między zachorowaniem na atopię i wzrostem spożycia utwardzanych tłuszczów roślinnych
- antybiotyki i paracetamol sprzyjają powstawaniu alergii u dzieci (w przeciwieństwie do kwasu acetylosalicylowego – COX2, PGE2 i
polaryzacja Lim w kierunku LimTh2)

- u dzieci wzrastających na wsi i u dzieci matek pracujących na roli (kontakt z kurzem z bakteriami niepatogennymi, LPS) – alergie
rzadsze

ekspozycja na alergen

- zapadalność na alergie układu oddechowego, w tym sezonowe pyłkowice, jest niższa u dzieci z obszarów wiejskich, gdzie ilość
pyłków jest większa!
- znaczenie ma nie ilość alergenu, ale czas w jakim dochodzi do ekspozycji (w mieście charakter nieciągły, albo minimalny-dom, albo
intensywny-wyjazd w plener, sprzyja to alergizacji, dzieci z terenów wiejskich ciągle narażone na kontakt z alergenem – układ
odpornościowy ma czas na rozwinięcie prawidłowych reakcji)
- najskuteczniejszym sposobem zmniejszania objawów alergii gdy już dojdzie do rozwoju choroby jest maksymalne ograniczenie
kontaktu z alergenem bądź jego źródłem

znaczenie pokarmu naturalnego w diecie niemowlęcia

- czynnik zmniejszający ryzyko – karmienie piersią (ograniczenie alergenów pokarmowych, S-IgA matki chroni, cytokiny zawarte w
mleku kobiecym również nie są bez znaczenia, szczególnie TGF-β - hamuje nadmierne reakcje immunologiczne w przewodzie
pokarmowym niemowlęcia)

Alergeny

Struktura alergenów

alergeny białkowe (wielkocząsteczkowe)

- ogromna większość powszechnie występujących alergenów (w pyłkach roślin, jadach owadów) to białka globularne
- część alergenów w strukturze chemicznej ma domieszkę cukrów, są zazwyczaj dobrze rozpuszczalne w wodzie
- podobieństwo strukturalne alergenów z różnych źródeł jest przyczyną reakcji krzyżowych pomiędzy alergenami i łatwiejszego
uczulania się alergików na kolejne antygeny
- ze względu na potencjał alergizujący alergeny można podzielić na: alergeny główne (uczulające bezwzględnie 50% pacjentów w
grupie) i alergeny słabe (słabe właściwości alergizujące)

alergeny małocząsteczkowe o charakterze haptenów

- związki chemiczne używane jako leki, alergizują po sprzęganiu z nośnikiem, np. białkiem surowicy
- najpowszechniejszymi lakami alergizującymi są antybiotyki z grupy penicylin, determinantą antygenową może być wspólny
pierścień (reakcje krzyżowe) lub podstawniki
- silnie uczulające właściwości ma kompleks powstały po związaniu się produktu katabolizmu penicyliny – kwasu penicyloilowego, z
białkami osocza
- trzecio- i czwartorzędowe grupy amonowe środków stosowanych w anestezjologii mogą stanowić determinanty antygenowe, z
którymi wiążą się swoiste IgE obecne w surowicy lub związane z powierzchnią komórek tucznych (przeciwciała te obecne wskutek
uczulenia na zawierające te grupy związki obecne w lekach, kosmetykach etc)
- w cząsteczce związków zwiotczających 2 azoty trzecio- lub czwartorzędowe ułożone obwodowo, związki te łatwo mostkują obecne
na komórkach tucznych IgE – degranulacja, wydzielanie mediatorów i wystąpienie objawów wstrząsu anafilaktycznego
- inna grupa leków mogąca wywoływać reakcje nadwrażliwości – narkotyczne leki przeciwbólowe (morfina, petydyna) – w większości
charakter anafilaktoidalny – nieswoiście indukowana degranulacja komórek tucznych

Sezonowość występowania alergii wziewnych

- wśród alergii wziewnych dominują uczulenia na pyłki roślin (pyłkowice), cechą charakterystyczną jest sezonowość występowania i
ścisły związek z okresami pylenia poszczególnych roślin
- 3 sezony występowania alergii wziewnych w Polsce: wiosenny (pyłki drzew liściastych), wczesnoletni (pyłki traw: tymotka łąkowa,
wiechlina łąkowa, kupkówka pospolita), późnoletni (pyłki chwastów)

Mechanizmy reakcji alergicznych

Rola LimTh2

- najważniejsze w promowaniu reakcji alergicznych
- kierują funkcją LimB wytwarzających IgE, komórek tucznych/bazofilów i eozynofilów
- specyficzne w stosunku do alergenu LimTh2 powstają pod wpływem prezentacji alergenu przez dojrzałe komórki dendrytyczne
- LimTh2 dojrzewają z LimTh0 dzięki działaniu Il-4, lub w przypadku braku obecności czynników promujących powstawanie LimTh1
(Il-12)
- Il-4 można uznać za najistotniejszą dla alergii ponieważ oprócz wpływu na na LimTh2 reguluje wytwarzanie IgE, migrację
eozynofilów do tkanek oraz wpływa na komórki tuczne
- źródłem Il-4 niezbędnej w początkowych etapach dojrzewania są prawdopodobnie inne LimTh2, komórki tuczne, bazofile oraz
LimTNK
- LimTh2 wydzielają niezbędne do zajścia reakcji alergicznych cytokiny: Il-4, Il-5, Il-10, Il-13
- udział LimTreg (naturalnych limfocytów regulatorowych CD4+CD25+Foxp3+ oraz limfocytów regulatorowych Tr1 wydzielających
duże ilości Il-10)
- funkcja LimTreg jest osłabiona u alergików, a defekt genu Foxp3 ujawnia się klinicznie jako zespół chorobowy z objawami alergii
- w chorobach pasożytniczych zwiększona aktywność LimTreg – rzadsze występowanie alergii u dzieci zakażonych pasożytami

Udział IgE w reakcjach alergicznych

charakterystyka IgE

- niegdyś zwane reaginami
- względnie ciepłochwiejne
- występują w surowicy w nanogramowych ilościach, krótki okres półtrwania (2-3 dni)
- niezwykle stabilne wiązanie się z receptorami FcεRI (receptory o dużym powinowactwie do IgE) na komórkach tucznych i bazofilach

receptory dla IgE

- najlepiej poznanymi są FcεRI i FcεRII
- FcεRI jest receptorem o dużym powinowactwie do IgE, wiązanie trwałe, uczestniczy bezpośrednio w reakcjach alergicznych, jest
typowy dla komórek tucznych i bazofilów ale może występować i na komórkach Langerhansa, eozynofilach i monocytach
- jest tetramerem składającym się z łańcuchów: α,β i dimeru łańcuchów γ
- może również występować w formie trimeru αγ2

- łańcuch α wyeksponowany na powierzchni komórki jest odpowiedzialny za wiązanie IgE
- pozostałe łańcuchy warunkują stabilność receptora, oraz dzięki sekwencjom ITAM w części cytoplazmatycznej, zdolność
przekazywania sygnału do wnętrza komórki
- łańcuch γ uniwersalna rola – wchodzi w skład receptora FcγRIIIA oraz receptorów aktywujących na komórkach NK
- receptor FCεRII budowa zgoła odmienna, uczestniczy w niszczeniu pasożytów przez eozynofile (w mechanizmie ADCC) i pełni rolę w
regulacji syntezy IgE
- modulująco na wytwarzanie IgE wpływa także wolna, krążąca w surowicy forma FcεRII
- oprócz tych dwóch zdolność wiązania IgE ma także receptor Mac-2 na komórkach tucznych, makrofagach i eoznofilach, podobnie
jak FcεRII ma on charakter receptora lektynowego mogącego występować w formie wolnej

regulacja wytwarzania IgE

regulacja pozytywna wytwarzania IgE

- aktywacja LimB do czasowego wytwarzania IgM (jeżeli nie jest to LimB pamięci IgE+) i po przełączeniu klas do wytwarzania
przeciwciał IgE, niezbędne co najmniej dwa sygnały (związanie przez BCR LimB antygenu i kostymulacja przez Il-4 lub Il-13 –
aktywacja transkrypcji czynnika STAT6, niezbędna jest też interakcja CD40 LimB z CD40L LimT CD4+)
- w rezultacie dochodzi do połączenia genu Cε (części stałej) i zrekombinowanych segmentów genów V, D, J, komórka jest gotowa do
syntezy IgE
- w pewnych warunkach działanie kostymulujące mogą odgrywać glikokortykosteroidy i EBV
- źródłem Il-4 i Il-13 mogą być LimT CD4+ o typie LimTh2, ich aktywacja odbywa się w węźle limfatycznym i jest zależna od
komórek dendrytycznych i LimB (receptor FcεRIIa – wiązanie antygenu za pośrednictwem IgE i prezentacja)
- pewną rolę w powstawaniu alergenowo swoistych LimTh2 mogą również odgrywać LimTNK wytwarzające Il-4 i Il-13
- u człowieka komórki tuczne są w stanie wydzielać Il-4 i wykazywać ekspresję CD40L, mogą one sterować przełączaniem klas i
wytwarzaniem IgE z pominięciem LimTh w skórze i błonach śluzowych
- proliferacja i przekształcanie się LimB IgE+ w komórki plazmatyczne – wymagają sygnału, w którym pośredniczą obecne
na powierzchni LimB (ukierunkowanego) immunoglobuliny powierzchniowe IgE oraz cząsteczka receptor CD21 (może wiązać
fragmenty dopełniacza, białko otoczki wirusa EBV, interferon α i receptor FcεRII
- receptor FCεRII może być uwalniany w wyniku autoproteolizy z powierzchni komórek (sFCεRII) – forma ta nasila proliferację LimB i
syntezę IgE, jednocześnie interakcja z CD21 chroni LimB przed apoptozą
- przekształcanie się regulują cytokiny: Il-5 i Il-6

regulacja negatywna wytwarzania IgE

- na etapach wymienionych powyżej działają czynniki supresyjne
- w procesie przełączania klas takie działanie ma INF-γ, INF-α, TGF-β i Il-12
- na zasadzie sprzężenia zwrotnego supresyjnie działają też duże stężenie IgE bądź kompleksy IgE z antygenem między innymi
poprzez: hamowanie uwalniania rozpuszczalnej formy receptora FcεRII po związaniu z nim IgE lub kompleksu IgE z antygenem,
blokowanie wiązania się sFcεRII z CD21 na LimB, hamowanie wydzielania IgE przez LimB po związaniu się kompleksu antygen-IgE z
receptorem FcγRIIB

Udział komórek tucznych i bazofilów w reakcjach nadwrażliwości typu I

- w chorobach alergicznych dróg oddechowych np. astmie obserwuje się selektywną akumulację komórek tucznych w trzech
strategicznych miejscach: w pobliżu komórek nabłonkowych, w gruczołach, pośród komórek mięśni gładkich
- najbardziej charakterystyczną cechą komórek tucznych i bazofilów jest obecność w ich cytoplazmie licznych ziaren zawierających
mediatory procesów zapalnych
- u człowieka dwie subpopulacje komórek tucznych
- jedna subpopulacja obejmuje komórki tuczne zawierające tryptazę, lecz nie zawierające chymazy (MC

– komórki tuczne

tryptazododatnie) – wrażliwe na kromoglikan sodowy
- w drugiej subpopulacji znajdują się komórki tuczne zawierające tryptazę i chymazę a ponadto proteazę podobną do katepsyny G i
karboksypaptydazę (MC

– komórki tuczne tryptazododatnie i chymazododatnie) – niewrażliwe na kromoglikan sodowy

- obie subpopulacje pochodzą ze szpiku, ich odmienność morfologiczna i funkcjonalna jest uwarunkowana wpływem mikrośrodowiska
- rozwój i funkcje komórek tucznych korelują dodatni z obecnością w środowisku IgE
- bazofile są komórkami krążącymi we krwi, są obecne w tkankach w niewielkiej ilości, podobnie jak komórki tuczne mają na
powierzchni receptor FcεRI i określony profil ziaren wydzielniczych, różnią się od komórek tucznych kształtem jądra i czasem życia
- bazofile żyją krótko, kilka dni, komórki tuczne do kilku miesięcy
- bazofile reagują nieco wolniej na bodźce prowadzące do degranulacji, ale są za to bardziej na nie wrażliwe
- ciekawą funkcją bazofilów jest ich zdolność do powolnego, porcjowanego uwalniania mediatorów

mechanizm aktywacji komórek tucznych i bazofilów

- związanie antygenu przez połączone z błoną komórkową (za pośrednictwem FcεRI) przeciwciała IgE
- receptory równomiernie rozproszone na powierzchni komórki, przyłączenie antygenu powoduje ich agregację i tworzenie plamek,
czego skutkiem jest szereg biochemicznych przemian prowadzących do degranulacji i wytwarzania mediatorów procesu zapalnego
- za wiązanie IgE przez receptor FcεRI odpowiedzialna jest podjednostka α, natomiast łańcuch β i łańcuchy γ zaangażowane są w
przekazywanie sygnału w głąb komórki, podobnie jak w analogicznych łańcuchach innych receptorów obecne są w nich sekwencje
ITAM
- mogą być także aktywowane i kostymulowane z pominięciem mechanizmów immunologicznych (niezależnie od udziału alergenu)
przez np. anafilatoksyny (polipeptydy powstające w wyniku aktywacji dopełniacza) i chemokiny
- komórki tuczne ulegają apoptozie przy braku czynników ich aktywujących (cytokin)
- ich funkcja jest ponadto hamowana przez FcγRIIB

mediatory i czynniki wytwarzane przez komórki tuczne i bazofile

mediatory preformowane

- aminy biogenne – histamina, magazynowana w ziarnach w formie związanej z proteoglikanami, znane są 4 rodzaje receptorów dla
histaminy: H1, H2, H3, H4, w procesach alergicznych najistotniejsze H1 (odpowiedzialny za miejscowe działanie prozapalne) i H2, w
przekazywaniu sygnału przez receptor H1 biorą udział metabolity fosfatydyloinozytolu, natomiast w wypadku receptora H2 – cAMP,
histamina powoduje między innymi zwiększoną przepuszczalność naczyń, skurcz mięśni gładkich oskrzeli, podrażnienie zakończeń
nerwów czuciowych, nasila wydzielanie innych mediatorów oraz angażuje w procesy zapalne inne komórki (działanie
chemotaktyczne), wiele komórek ma receptory H1 i H2 (histamina oprócz działania bezpośredniego w reakcjach zapalnych może
modulować odpowiedź immunologiczną), wzmaga aktywność LimTh1, hamuje LimTh2, pobudza aktywność komórek NK, hamuje
wydzielanie Il-1, Il-2, Il-12, TNF i proliferację oraz cytotoksyczność LimT

- proteoglikany (zawierające heparynę lub siarczan chondroityny) – tworzenie rusztowania dla innych mediatorów, hamują interakcję
składników dopełniacza (modulują procesy alternatywnej aktywacji), wpływają na prędkość uwalniania mediatorów z ziaren po
aktywacji komórek tucznych
- neutralne proteazy serynowe (tryptaza, chymaza, karboksypeptydaza A i B) i kwaśne hydrolazy (arylosulfataza A, β-glukuronidaza,
β-heksozaminidaza, β-galaktozydaza) – silne właściwości proteolityczne, w kompleksie z proteoglikanami, aktywują niektóre
mediatory reakcji zapalnych, uczestniczą w generowaniu kinin i składnika C3a dopełniacza, trawią elementy zrębu tkanki łącznej
wpływając na rozprzestrzenianie się mediatorów i komórek w miejscu zapalenia
- czynniki chemotaktyczne – dla eozynofilów (ECF-A) i neutrofilów (NCF)
- białko kryształów Charcota-Leydena (galektyna 10) – w bazofilach, białko o charakterze lektyny, analogiczne jak w eozynofilach
- TNF – wydzielana w bardzo krótkim czasie, indukuje miejscowo stan zapalny

mediatory generowane

- prostaglandyny – cykliczne nadtlenki kwasu arachidonowego (szlak cyklooksygenazy), najistotniejszą jest PGD2,
współodpowiedzialna za wzrost przepuszczalności i rozszerzenie naczyń oraz za skurcz oskrzeli we wczesnych etapach reakcji
alergicznej, hamuje agregację płytek krwi i jest czynnikiem chemokinetycznym dla neutrofilów, bazofile wytwarzają tę
prostaglandynę w śladowych ilościach
- leukotrieny – powstają w wielu różnych komórkach (szlak lipooksygenazy), istotne biologiczne efekty wywiera LTB4 oraz
leukotrieny siarczkowe (cysteinowe) LTC4, LTD4, LTE4 (zwane dawniej wolno reagującym czynnikiem anafilaksji SRS-A), istotne
mediatory reakcji alergicznych, odpowiedzialne za migrację różnego rodzaju komórek do miejsc zapalnych, wzmagają adherencję
leukocytów do śródbłonka, działają silnie chemotaktycznie na neutrofile, cysteinowe wzmagają kurczliwość mięśni gładkich oraz
nasilają przepuszczalność żyłek pozawłosowatych, co prowadzi do obrzęku, współodpowiedzialne za obfite wydzielanie śluzu
towarzyszące reakcjom alergicznym na alergeny wziewne
- PAF – pochodna fosfatydylocholiny błony komórkowej, wpływa na agregację trombocytów i stymuluje wydzielanie przez nie
mediatorów, wydzielany przez makrofagi, monocyty, neutrofile, eozynofile (nie przez leukocyty!), odpowiedzialny za skurcz oskrzeli,
wzrost przepuszczalności naczyń, zwiekszenie wrażliwości oskrzeli na inne czynniki, działa chemotaktycznie i aktywująco na
neutrofile, eozynofile i monocyty
- fosforan sfingozyny – aktywny biologicznie lizofosfolipid, oddziałuje na komórki mające receptory S1P1, S1P2, S1P3, S1P4, S1P5,
wpływa na migrację komórek, może działać autokrynnie na komórki tuczne wzmagając ich chemotaksję czemu towarzyszy
hamowanie wydzielania mediatorów (S1P1), w późniejszej jednak fazie hamuję chemotaksję i wzmaga wydzielanie medaitorów
S1P2)

cytokiny

- TNF – konstytutywnie w komórkach spoczynkowych i magazynowana w ziarnach
- Il-4
- Il-5
- Il-6

Udział eozynofilów

- powstają w szpiku, pełna dojrzałość po 5-6 dniach
- cytokiny uczestniczące w proliferacji i dojrzewaniu to: GM-CSF, Il-3 i Il-5
- Il-5 szczególnie ważna, wzmaga funkcje i przedłuża żywotność tych komórek (hamuje apoptozę)
- eozynofile krążą we krwi krótko, po 3-8 godzinach przechodzą do tkanek, ich liczba we krwi jest o wiele mniejsza niż w tkance
łącznej, szczególnie dużo w tkankach objętych procesem zapalnym o podłożu alergicznym
- zawiera ziarna pierwotne i wtórne
- kryształy Charcota-Leydena
- eozynofile lekkie – aktywowane o małej gęstości – mniej ziaren ale więcej receptorów dla składników dopełniacza i IgE
- eozynofile typowe – spoczynkowe o normalnej gęstości

aktywność wydzielnicza eozynofilów

- mediatory generowane podczas aktywacji i mediatory ziaren, najistotniejsze mediatory ziaren
- główne białko zasadowe (MBP) – proteina o silnych właściwościach cytotoksycznych, toksyczne dla larw przywr i innych pasożytów,
powoduje pośrednio skurcz oskrzeli, stanowi część rdzenną, krystaliczną ziaren
- peroksydaza eozynofilowa (EPO) – rozmieszczona w macierzy ziaren, biochemicznie różni się od mieloperoksydazy neutrofilów
(MPO), inicjuje powstawanie reaktywnych form tlenu, współuczestniczy w zabijaniu wirusów, bakterii, a także komórek
nowotworowych, ogranicza aktywność LTC4, LTB4 i w pewnych warunkach indukuje degranulację komórek tucznych
- białko kationowe eozynofilów (ECP) – aktywność rybonukleazy, silna aktywność cytotoksyczna, właściwości prokoagulacyjne,
hamujące proliferacją LimT, aktywność przeciwwirusowa, stymulacja wytwarzania śluzu, stymulacja wytwarzania GAGów przez
fibroblasty, indukowanie uwalniania histaminy z bazofilów
- neurotensyna pochodząca z eozynofilów (EDN) – białko X, charakter rybonukleazy, podobieństwo do ECP, toksyczny wpływ na
tkankę nerwową, w macierzy ziaren
- inne mediatory – LTC4 i PAF, PGE1 i PGE2
- wydzielają też cytokiny (regulują własne funkcje)
- mogą prezentować antygeny LimT

rola eozynofilów w zakażeniach pasożytniczych

- udział w zwalczaniu pasożytów wielokomórkowych
- współdziałają z komórkami tucznymi i IgE
- reakcje z udziałem komórek tucznych (uwalnianie mediatorów) i eozynofilów (uwalnianie mediatorów i czynników cytotoksycznych)
sprawiają że lokalna obrona przeciwko pasożytom jest skuteczna

udział eozynofilów w procesach alergicznych

- na eozynofilach receptory dla chemokin, szczególnie CCR1 i CCR3
- w naciekaniu tkanek przez eozynofile uczestniczy integryna VLA-4 wiążąca się z obecną na śródbłonku cząsteczką adhezji
komórkowej naczyń VCAM-1 (ekspresję VCAM-1 wzmagają Il-4 i Il-13)
- przy niewielkim narażeniu na alergen niespecyficzne przyciąganie eozynofilów wydaje się być korzystne (słabe właściwości żerne,
mogą fagocytować kompleksy immunologiczne, inaktywować mediatory)
- w wypadku masywnego długotrwałego narażenia na alergen eozynfile mogą stawać się komórkami współuczestniczącymi w
procesie destrukcji tkanek a potem ich przebudowie (czynniki przez nie uwalniane)
- mediatory przez nie wydzielane są odpowiedzialne za złuszczanie pojedynczych komórek lub fragmentów całych nabłonków, np.
układu oddechowego
- w procesie przebudowy tkanek uczestniczą natomiast takie cytokiny jak TGF-β i PDGF
- aktywacja eozynofilów za pośrednictwem różnych receptorów powoduje wydzielanie różnych czynników

Przebieg odpowiedzi immunologicznej na alergen

Reakcja natychmiastowa (anafilaktyczna)

- zachodzi po kilku minutach i ustępuje w ciągu godziny
- bezpośrednią przyczyną jej wystąpienia są mediatory uwalniane z komórek tucznych i bazofilów, przede wszystkim histamina
- reakcje anafilaktyczne cechują się różnym nasileniem i zaangażowaniem różnych narządów i układów
- dotyczą najczęściej skóry, układu oddechowego, krążenia i pokarmowego
- zakres objawów jest szeroki, od pokrzywki i świądu przez obrzęki, nacieki z neutrofilów wokół naczyń krwionośnych, po
niewydolność krążenia i oddychania (wstrząs anafilaktyczny) co w skrajnych przypadkach prowadzi do zgonu
- nasilenie objawów zależy od ilości uwalnianych mediatorów
- degranulacja komórek tucznych i bazofilów może wynikać z reakcji immunologicznych po związaniu alergenu z błonowym IgE
(reakcja anafilaktyczna po podaniu penicyliny), nieswoistą aktywacją komórek tucznych i bazofilów przez anafilatoksyny (wstrząs po
podaniu obcej surowicy) lub mostkowania receptorów dla IgE przez związki wielkocząsteczkowe (dożylne środki kontrastowe w
badaniu radiologicznym)
- reakcje u których podłoża leżą nieimmunologiczne (bez reakcji antygen-przeciwciało) mechanizmy aktywacji komórek tucznych
zwane są reakcjami anafilaktoidalnymi

Reakcja późna (late-phase reaction LPR)

- w przypadku częstego lub ciągłego narażenia na alergen prowadzi do przewlekłego stanu zapalnego i nieodwracalnego uszkodzenia
tkanek (np. w astmie)
- reakcji tej nie należy mylić z nadwrażliwością typu późnego IV, u podłoża której leżą inne mechanizmy
- reakcja późna występuje u połowy alergików z reakcją natychmiastową, podobne objawy występują jednak z większym nasileniem
- osiąga największe nasilenie w 6-10 godzin po podaniu alergenu i może dotyczyć błon śluzowych górnych dróg oddechowych
(pyłkowice), niższych odcinków dróg oddechowych (astma), a także skóry (użądlenia)
- pierwotnym podłożem jest reakcja alergenu ze związanymi z komórkami tucznymi przeciwciałami IgE, a jej nasilenie jest
proporcjonalne do reakcji występującej w fazie natychmiastowej
- wydaje się że za wystąpienie reakcji późnej odpowiedzialne są wydzielane przez komórki tuczne leukotrieny LTC4, PAF oraz
cytokiny TNF, Il-1, Il-4 a także chemokiny
- wymienione związki przyczyniają się do przyciągania w miejsce objęte reakcją bazofilów, neutrofilów, eozynofilów i limfocytów i ich
aktywacji
- liczba bazofilów koreluje z obserwowaną u wielu astmatyków nadwrażliwością oskrzeli na alergeny i czynniki degranulujące
- obraz kliniczny LPR różni się od tego występującego w fazie natychmiastowej, w katarze siennym w reakcji natychmiastowej
dominuje kichanie obfita wydzielina, w reakcji późnej natomiast uczucie zatkania nosa
- różna jest też reakcja na środki farmakologiczne, bardzo skuteczne są kortykosteroidy, natomiast leki przeciwhistaminowe (blokery
receptorów H1) mają ograniczone działanie

Immunoterapia alergenem (odczulanie ITA)

Mechanizmy warunkujące efekt leczniczy immunoterapii alergenem

- indukowane swoiste wobec antygenu przeciwciała IgA i IgG (przeciwciała blokujące), szczególnie istotna podklasa IgG4, blokują
one antygeny przyłączając się do nich i uniemożliwiając reakcję antygenu z IgE
- hamowanie wytwarzania IgE przez LimB w wyniku interakcji kompleksów IgE-alergen z receptorami FcεRII na powierzchni tych
komórek
- zwolnienie przyrostu swoistych IgE w sezonie narażenia na alergen
- wzrost aktywności LimTreg, zarówno Tr1 wydzielających duże ilości Il-10 jak i LimTreg CD4+CD25+
- wzmożona aktywność LimTreg koreluje z większym wytwarzaniem TGF-β po odczulaniu
- wzrost liczby i aktywności LimTh1 wytwarzających miejscowo IFN-γ, Il-2 oraz spadku aktywności LimTh2 wytwarzających Il-4
- osłabienie mechanizmów efektorowych: zmniejszona zdolność degranulacji komórek tucznych, osłabienie proliferacji limfocytów,
zmniejszenie wydzielania cytokin takich jak Il-3, Il-5, GM-CSF

Wskazania i kontrowersje dotyczące stosowania immunoterapii alergenem

- zgony po stosowaniu ITA
- coraz bardziej propagowana ITA podjęzykowa, ograniczenie działań ubocznych kosztem skuteczności
- próbuje się również podawać alergeny doustnie w mikrokapsułkach
- niekwestionowanym wskazaniem do zastosowania ITA jest uczulenie na jady owadów u osób które reagują wstrząsem
anafilaktycznym (redukuje prawdopodobieństwo ponownej anafilaksji z 60 na 3%)
- w wypadku alergii wziewnych ITA jest mniej skuteczna

Nadwrażliwość typu II – reakcje cytotoskyczne
- dominują reakcje cytotoksyczne
- przeciwciała IgG i IgM wiążą się z antygenami na powierzchni komórki, po czym z udziałem dopełniacza, ewentualnie fagocytozy
lub ADCC komórka jest niszczona
- zmiany patologiczne wynikają z niszczenia komórek krwi lub określonych narządów
- zaliczane również schorzenia w których uszkodzenie narządu wynika z interakcji przeciwciała z antygenem pozakomórkowym (np.
istoty miedzykomórkowej)
- czasami przeciwciała wiążą się z komórkami nie niszcząc ich ale zmieniając ich funkcje, co może prowadzić do nadczynności
narządu (np. tarczycy)
- mieszczą się tu schorzenia z grupy chorób autoimmunizacyjnych (np. z.Goodpasture’a, pęcherzyca), a także z dziedziny
transplantologii (odrzucanie nadostre przeszczepu)
- klasyczne reakcje nadwrażliwości typu II dotyczą krwi i szpiku i zachodzą w ciągu kilku-kilkunastu godzin

Reakcje potransfuzyjne
- po przetoczeniu krwi niezgodnej w zakresie AB0
- po przetoczeniu krwi różnoimiennej dochodzi do wewnątrznaczyniowego niszczenia przetaczanych erytrocytów w reakcji
cytotoksyczności z udziałem przeciwciał i dopełniacza
- szybkość niszczenia krwinek i stopień nasilenia objawów zależą od ilości przetoczonych krwinek, stężenia i swoistości „naturalnych”
przeciwciał oraz aktywności dopełniacza
- w reakcji poprzetoczeniowe uczestniczą również makrofagi
- o ile przeciwciała reagujące z antygenem na powierzchni erytrocytów mają słabą zdolność aktywowania dopełniacza, o tyle
opłaszczone erytrocyty usuwane są w procesie immunofagocytozy przez komórki żerne wątroby i śledziony
- klinicznie reakcja poprzetoczeniowa charakteryzuje się: bólami w okolicy lędźwiowej, spadkiem ciśnienia (czasem prowadzi do
wstrząsu), krwiomocz, przy dużej hemolizie może dojść do niewydolności nerek i żółtaczki

Konflikt serologiczny matczyno-płodowy
- niezgodność w zakresie układu Rh, w wypadku gdy matka ma krew grupy Rh- a płód Rh+
- klasyczny konflikt zachodzi wtedy gdy antygen D występuje na erytrocytach płodu, nie mają go jednak erytrocyty matki
- w warunkach fizjologicznych nie ma przeciwciał w kierunku antygenom Rh
- do pierwszej immunizacji dochodzi wskutek przeniknięci krwinek płodu do krwioobiegu matki (poronienie, ciąża pozamaciczna,
cięcia cesarskiego i w prawidłowo przebiegającej ciąży)
- odpowiedź na antygen D rozwija się powoli
- najpierw powstają przeciwciała IgM, które nie przechodzą przez łożysko (nie mogą powodować konfliktu)
- dopiero po okresie 6-40 tygodni następuje konwersja immunoglobulin do klasy IgG1 i IgG3, mają one zdolność do swobodnego
przechodzenia przez barierę łożyskową, po przejściu uszkadzają erytrocyty płodu powodując hemolizę
- wynikiem tego jest niedokrwistość, niedotlenienie, pozaszpikowe krwiotworzenie i ostatecznie uszkodzenie wielonarządowe
- ze względu na czas potrzebny na wtowrzenie IgG do konfliktu nie dochodzi raczej w przebiegu pierwszej ciąży, a nawet jeśli to jego
nasilenie jest nieznaczne
- przy każdej kolejnej ciąży odpowiedź jest silniejsza

Cytopenie polekowe
- niektóre leki, ich metabolity a także substancje stanowiące zanieczyszczenia leków mogą osadzać się na powierzchni krwinek lub
łączyć z białkami w ich błonie komórkowej
- sytuacji tej sprzyja uwalnianie z chorych komórek substancji białkowych o charakterze nośników
- może to prowadzić do wytwarzania swoistych przeciwciał (lek jako hapten) i przy długotrwałym stosowaniu leku do uszkodzenia
zarówno szpiku jak i krwi
- dwa mechanizmy: lek wiąże się z błoną komórkową a przyłączające się do niego przeciwciało i uaktywniony dopełniacz niszczą
komórkę, lub kompleks immunologiczny lek-przeciwciało jest absorbowany na powierzchni komórek, co może prowadzić do aktywacji
dopełniacza i zniszczenia komórki
- efekt może dotyczyć erytrocytów, neutrofilów, płytek krwi i powodować niedokrwistość hemolityczną, grnulocytopenię i
trombocytopenię
- przykłady leków: aminofenazon, sulfonamidy, chlorpromazyna, fenacetyna
- najczęściej objawy uszkodzenia łagodne, ustępują po odstawieniu leku

Nadwrażliwość typu III – reakcje z udziałem kompleksów immunologicznych
- kompleksy immunologiczne powstałe w wyniku reakcji przeciwciała i antygenu, po aktywacji dopełniacza, odkładają się w tkankach
- prowadzi to do uszkodzenia tkanki

Czynniki wpływające na odkładanie się kompleksów immunologicznych w tkankach
- wielkość kompleksów immunologicznych – dzielimy na małe, średnie i duże, szczególnie łatwo precypitują w tkankach kompleksy
średnie
- powinowactwo i klasa (podklasa) przeciwciał – przeciwciała o dużym powinowactwie tworzą duże usieciowane agregaty, słąbo
patogenne, usuwane szybko przez komórki żerne, duże znaczenie mają natomiast przeciwciała silnie aktywujące dopełniacz IgG1,
IgG3
- dopełniacz – może on odgrywać zarówno korzystną rolę (hamuje odkładanie się kompleksów w tkankach, ułatwia wychwyt przez
wątrobę) jak i niekorzystną (nasilając stan zapalny po przyłączeniu się do kompleksów już odłożonych w tkankach), spadek
aktywności dopełniacza lub brak niektórych jego składników sprzyja odkładaniu się kompleksów immunologicznych w tkankach
- miejscowe warunki mikrokrążenia – gdy zaburzona płynność przepływu krwi i zwiększone ciśnienie (np. kłębuszki nerkowe),
odkładanie się kompleksów immunologicznych łatwiejsze, czynnikiem zwiększającym odkładanie jest też lokalny proces zapalny i
zwiększona przepuszczalność naczyń
- specyfika tkanki – w kłębuszkach nerkowych podocyty i komórki mezangium mają receptory dla składników dopełniacza CR1 co
ułatwia wychwytywanie kompleksów, zatrzymywane są w nich też niektóre antygeny (np. paciorkowców) co sprzyja tworzeniu
kompleksów immunologicznych in situ,
- odkładanie się kompleksów immunologicznych w tkankach jest wstępem do procesu zapalnego, angażowany jest dopełniacz,
anafilatoksyny i chemotaksyny, neutrofile, bazofile, trombocyty, a wydzielane mediatory wzmagają proces odkładania, następuje
niszczenie tkanek, odkładanie włóknika, zmieny długotrwałe mogą być nieodwracalne

Przykłady reakcji patologicznych
- tworzenie kompleksów in situ – reakcja Arthusa – wyrażająca się obrzękiem, rumieniem i ewentualnie martwicą skóry po podaniu
antygenu zwierzęciu wcześniej uczulanemu, a w klinice odczyn Arthusa może się przytrafić osobie z przeciwciałami swoistymi w
stosunku do antygenu, przykładem innej reakcji jest zewnątrzpochodne alergiczne zapalenie pęcherzyków płucnych, występujące w
odmianach: płuco farmera, płuco hodowcy pieczarek, płuco hodowcy gołębi (przyczyną są antygeny z którymi chorzy stykają się
codziennie podczas pracy zawodowej)
- osadzanie się krążących kompleksów w tkankach – choroba posurowicza, w ciągu 4-14 dni po podaniu obcogatunkowego białka
(np. surowicy przeciwtężcowej) w okresie narastania stężenia swoistych przeciwciał w surowicy pacjenta, przy względnym nadmiarze
antygenu, kompleksy odkładają się w naczyniach włosowatych skóry, kłebuszkach nerkowych, stawów, powodując przemijający
odczyn zapalny klinicznie objawiający się gorączką, bólami i obrzękiem stawów

Nadwrażliwość typu IV – reakcja z dominacją odpowiedzi typu komórkowego (DTH)
- mechanizmy odpowiedzi immunologicznej typu komórkowego (LimTh, LimTc, makrofagi)
- za destrukcję tkanek odpowiedzialne są wydzielane przez te komórki cytokiny i/lub bezpośredni efekt cytotoksyczny
- określana jako nadwrażliwość typu późnego
- występuje w kilkanaście godzin po narażeniu na antygen, osiągając maksimum w 24-48 godzinie
- mechanizmy nadwrażliwości typu późnego odgrywają rolę w niektórych zakażeniach bakteryjnych, grzybiczych, wirusowych,
szczególną rolę odgrywają w kontaktowym zapaleniu skóry

Formy nadwrażliwości typu późnego
- typowym przykładem jest reakcja nadwrażliwości na tuberkulinę
- zachodzi ona u osób których organizm już wcześniej spotkał się z prątkami gruźlicy i u których doszło do uczulenia
- efektem próby tuberkulinowej są obecne w miejscu śródskórnej iniekcji zaczerwienienie i naciek obejmujący komórki
jednojądrzaste, szczególnie LimTh CD4+
- odmianą jest forma ziarniniakowa rekcji, występująca w przewlekłym zakażeniu prątkami gruźlicy lub trądu
- charakteryzuje się ona występowaniem komórek olbrzymich i nabłonkowatych (pochodzące z makrofagów)
- inną formą jest reakcja Jonesa-Mote’a występująca naturalnie jako odczyn po iniekcji niektórymi szczepionkami, występuje nieco
wcześniej niż typowe reakcje typu późnego, charakterystyczną cechą jest duża liczba bazofilów w nacieku

Alergiczne kontaktowe zapalenie skóry (alergiczny wyprysk kontaktowy)
- podłoże alergiczne w około połowie przypadków
- wystąpienie schorzenia wiąże się z długotrwałym narażeniem skóry na drobnocząsteczkowe związki w pracy zawodowej
- związki te mają cechy haptenów – uczulają po związaniu z białkami (wiązania kowalencyjne)
- w procesie indukcji uczulenia dominującą rolę wykazują obecne w naskórku komórki Langerhansa
- efektem końcowym jest powstanie swoistych LimT
- najważniejszą subpopulacją fazy efektorowej są LimT CD8+, co jest na ogół nietypowe dla reakcji DTH, gdzie dominują LimT CD4+
(głównie Th1)
- charakterystyczną cechą są grudki wysiękowe, powstające w wyniku destrukcji naskórka
- napływ komórek zależny od interakcji odpowiednich receptorów zasiedlania na LimT z adresynami na powierzchni komórek
śródbłonka
- wczesne etapy zależne od wydzielanych przez keratynocyty cytokin i chemokin
- początkowo napływające do naskórka LimT CD8+ niszczą keratynocyty, przy okazji wydzielając INF-γ, cytokina ta indukuje na na
keratynocytach ekspresję cz.MHC II i ICAM-1, czyniąc je podatnymi na rozpoznanie i atak ze strony napływających w drugiej
kolejności LimT CD4+ (Th1)
- ponadto INF-γmiejscowo aktywuje makrofagi
- z czasem faza efektorowa jest wygaszana przez LimTr1 wydzielające Il-10
- w Polsce alergenami kontaktowymi są: nikiel, chrom, żywice epoksydowe i ich utwardzacze, terpentyna, lateks i leki (np. neomycna
w maściach)

23. Zjawiska autoimmunizacyjne

W zjawiskach autoimmunizacyjnych odgrywają rolę:
- autoantygeny – antygeny znajdujące się na prawidłowych komórkach ustroju, w ich cytoplazmie, lub wytwarzane i wydzielane
przez prawidłowe komórki ustroju, każdy autoantygen zawiera różne epitopy, rozpoznawane przez limfocyty T i B
- komórki dendrytyczne – migrują z tkanek i narządów, docierają do okolicznych węzłów limfatycznych i aktywują dziewicze
autoreaktywne limfocyty T, odgrywają też rolę w restymulacji limfocytów pamięci w tkankach i podtrzymaniu aktywnego stanu
zapalnego
- autoreaktywne limfocyty T – rozpoznają epitopy pochodzące z autoantygenu w połączeniu z autologiczną cząsteczką MHC,
autoreaktywne limT CD4+ pomocnicze główne zagrożenie – pod ich kontrolą znajdują się inne komórki układu odpornościowego
przede wszystkim limfocyty B i limfocyty T cytotoksyczne
- autoreaktywne limfocyty B – są w stanie rozpoznać epitopy/autoantygeny rozpuszczalne bez połączenia z cz.MHC, spełniają
również funkcję komórek prezentujących autoantygeny autoreaktywnym limfocytom T, uzyskując w ten sposób pomoc w produkcji
autoprzeciwciał
- autoprzeciwciała – wytwarzane przez autoreaktywne limfocyty B, mogące wiązac epitopy/autoantygeny rozpuszczalne bądź
powierzchniowe, poprzez aktywację licznych mechanizmów efektorowych (dopełniacz, ADCC) mogą powodować niszczenie tkanek i
narządów
- autotolerancja – limfocyty autoreaktywne i autoprzeciwciała, będące prawidłową częścią składową układu odpornościowego nie
prowadzą dzięki niej do rozwoju choroby autoimmunizacyjnej

Choroby autoimmunizacyjne człowieka

Podział ze względu na umiejscowienie autoantygenu

narządowo-swoiste

choroba Hashimoto

tarczyca

tyreoglobulina, peroksydaza tarczycowa

choroba Gravesa

tarczyca

TSHR – receptory dla TSH

niedokrwistość złośliwa

komórki okładzinowe żołądka

receptor dla gastryny, pepsynogen, H+K+ ATPaza

choroba Addisona

kora nadnerczy

cukrzyca typu I

trzustka

antygeny komórek β wysp trzustkowych, insulina

miastenia

synapsy nerwowo-mięśniowe

receptor dla acetylocholiny

pęcherzyca zwykła

skóra

desmogleina 3

stwardnienie rozsiane

ośrodkowy układ nerwowy

antygeny osłonki mielinowej

układowe

pierwotna marskość żółciowa

nabłonek dróg żółciowych

kompleks dehydrogenazy pirogronianowej

mitochondriów
wrzodziejące zap. jelita grubego

układ pokarmowy

tropomiozyna 5, kalretikulina

zespół Sjogrena

ślinianki, gruczoły łzowe

(kolagenoza)

zap. skórno-mięśniowe

twardzina układowa

skóra, błony surowicze

fibrylaryna, małe białko jądrowe (snoRP)

toczeń układowy rumieniowaty

skóra, błony śluzowe i surowicze, nerki

dwuniciowy DNA, antygen rybonukleoproteinowy RNPA

Podział ze względu na mechanizmy efektorowe

przewaga mechanizmów komórkowych

choroba Hashimoto

niszczenie tyreocytów

cukrzyca typu I

niszczenie komórek wytwarzających insulinę

stwardnienie rozsiane

niszczenie osłonki mielinowej

łysienie plackowate

niszczenie cebulek włosowych

bielactwo

niszczenie melanocytów

przewaga mechanizmów humoralnych

pęcherzyca zwykła

autoprzeciwciała wiążą się z komórkami naskórka powodując powstawanie pęcherzy

miastenia

autoprzeciwciała zaburzają funkcję receptora acetylocholinowego

choroba Gravesa

autoprzeciwciała aktywują nadmiernie tarczycę

niedokrwistość autolityczna

autoprzeciwciała doprowadzają do lizy krwinek czerwonych

toczeń układowy rumieniowaty

odkładające się kompleksy autoprzeciwciał i autoantygenów uruchamiają proces zapalny

- w chorobach o etiologii komórkowej prowodyrami są limfocyty Th1, wytwarzające Il-2, INF-γ, LT-α i mające na swej powierzchni
receptor chemokinowy CCR5, receptory dla Il-12 i Il-18
- w chorobach o etiologii humoralnej prowodyrami są limfocyty Th2, wytwarzające Il-4, Il-5, Il-10, Il-13
- w obu grupach schorzeń składowa komórkowa i humoralna ze sobą współpracują

Choroby zależne od mechanizmów komórkowych

- pierwszy etap autoimmunizacji zachodzi w regionalnych węzłach chłonnych
- spotykają się tam komórki dendrytyczne i dziewicze limfocyty T docierające do węzłów w odpowiedzi na chemokiny
- komórki dendrytyczne prezentują autoantygen w połączeniu z cz.MHC II i dostarczają sygnałów kostymulujących, przekazują
limfocytowi również informację jaki rodzaj odpowiedzi będzie najskuteczniejszy (komórkowy w wypadku patogenów
wewnątrzkomórkowych, humoralny w wypadku patogenów zewnątrzkomórkowych) – poprzez wytwarzanie cytokin
- induktory odpowiedzi komórkowej Il-12 i Il-18
- indukcja na limfocytach ekspresji konkretnych cz.adhezyjnych i receptorów dla chemokin – komórki dendrytyczne dają limfocytom
wskazówkę, jak dotrzeć do źródła problemu
- ponowna aktywacja autoreaktywnych limfocytów w tkankach docelowych (komórki dendrytyczne i dendrytycznopodobne
reaktywują chorobotwórcze limfocyty głównie poprzez interakcję cz.CD40 z obecnym na limfocytach T CD4+ ligandem CD40L –
prowadzi to do lokalnej syntezy cytokin i dalszego nasilenia procesu chorobowego włączając w to autoprzeciwciała limB, dopełniacz,
ADCC)
- opisane procesy kontrolują limfocyty pomocnicze Th1 i wytwarzany przez nie INF-γ

Choroby zależne od mechanizmów humoralnych – wytwarzanie autoprzeciwciał

- opsonizacja antygenów/komórek przez autoprzeciwciała – ułatwiona fagocytoza, zabicie z udziałem dopełniacza, np. niszczenie
krwinek w niedokrwistości autoimmunohemolitycznej (przeciwciała anty-Rh) i płytek w małopłytkowości na tle autoimmunizacyjnym
(przeciwciała przeciw glikoproteinom płytkowym)
- związanie autoprzeciwciała z antygenami błony podstawnej – aktywacji dopełniacza, przyciąganie neutrofili i makrofagów, co
prowadzi do niszczenia tkanki, np. zespół Goodpasture’a (przeciwciała przeciwko łańcuchowi α3 kolagenu typu IV w błonach
podstawnych pęcherzyków płucnych i kłębuszków nerkowych)
- związanie się autoprzeciwciał z receptorami – przeciwciała mogą blokować lub stymulować dany receptor, np. w chorobie Gravesa
(autoprzeciwciała przeciwko receptorowi TSHR naśladują zarówno strukturalnie jak i funkcjonalnie TSH – stymulują gruczoł tarczowy
do wydzielania zwiększonej ilości TSH, nadczynność), lub miastenii (przeciwciała przeciw podjednostkom receptora dla acetylocholiny
w płytce motorycznej nie tylko blokują receptor, ale również prowadzą do zniszczenia płytki)

Choroby kompleksów immunologicznych

- obumieranie komórek organizmu – uwalnianie antygenów komórkowych które są rozpoznawane przez autoprzeciwciała naturalne
klasy IgM, które niezwykle efektywnie aktywują dopełniacz
- powstałe kompleksy są wiązane przez receptory CR1, transportowane do wątroby, śledziony i tam eliminowane przez makrofagi
- jeśli mechanizm usuwania kompleksów zawiedzie, wówczas może dojść do ich odkładania w tkankach (w toczniu układowym
rumieniowatym kompleksy takie odkładają się w skórze i narządach wewnętrznych)
- zauważono że u wielu chorych występuje genetyczny defekt pewnych składowych dopełniacza prowadzący do zaburzonego
oczyszczania krwi z kompleksów immunologicznych
- poprzez inicjowanie procesu zapalnego prowadzi to do niszczenia tkanek, uwalniania nowych autoantygenów – błędne koło
- o ile autoprzeciwciała naturalne, w warunkach zdrowia wiążące antygeny jądrowe i usuwające je z krwioobiegu są klasy IgM o tyle
w toczniu przeciwciała patologiczne są klasy IgG o dużym powinowactwie do antygenu
- co ciekawe aktywacja limB poprzez TLR może prowadzić do przełączenia klas i wytwarzania patogennych przeciwciał IgG

Mechanizmy zapewniające tolerancję na własne antygeny

Indukcja tolerancji centralnej

- pierwszy i najbardziej radykalny etap eliminacji limT autoreaktywnych następuje podczas ich dojrzewania w grasicy
- w procesie apoptozy giną wówczas limT, które mają zdolność wiązania się z dużym powinowactwem z autoantygenami
prezentowanymi przez autogeniczne cz.MHC
- przeżywają te, które mają średnie lub małe powinowactwo, te wydostają się na obwód
- limfocyty z dużym powinowactwem do własnych peptydów oprócz apoptozy mogą również przechodzić w drogę różnicowania
alternatywnego w limfocyty Treg CD4+CD25+ mające zdolność indukowania tolerancji obwodowej
- warunkiem zajścia delecji limfocytów jest ekspresja danego autoantygenu w grasicy
- brak ekspresji danego epitopu w grasicy ułatwia wydostanie się na obwód limfocytów T o dużym powinowactwie do tego
autoantygenu
- obecność komórek autoreaktywnych we krwi obwodowej może przełamać autotolerancję jeśli zawiodą mechanizmy tolerancji
obwodowej
- również ekspresja różnych izoform danego autoantygenu w grasicy i na obwodzie może doprowadzić do wydostania się limfocytów
autoreaktywnych na obwód
- dojrzewające w szpiku autoreaktywne limfocyt B również ulegają delecji, chyba że w wyniku redagowania receptorów zmieniają
swoistość swoich BCR

Tolerancja obwodowa

- jej zadaniem jest niedopuszczenie do aktywacji autoreaktywnych limfocytów T, które wydostały się z centralnych narządów
limfatycznych
- delecja klonalna – bardziej podatne na delecję będą limfocyty o większym powinowactwie do kompleksu MHC-peptyd, szanse na
przeżycie będą więc miały limfocyty o powinowactwie średnim lub małym, jeśli komórka dendrytyczna będzie miała antygen
rozpoznawalny przez limT CD4+, to może ona zostać pobudzona i zdolna do aktywacji limT CD8+ i wywołania potencjalnej
autoimmunizacji. Jeśli natomiast nie otrzyma takiej pomocy od limT CD4+ wówczas nie będzie zdolna do aktywacji limT CD8+ i
dojdzie do ich delecji, rolę niespecyficznej pomocy mogą też pełnić wytwarzane w trakcie procesu zapalnego cytokiny
- ignorancja – sekwestracja antygenu – sekwestracja anatomiczna gdy autoantygen odgrodzony barierą anatomiczną od krwi,
sekwestracja molekularna związana z istnieniem w autoantygenach epitopów bardziej i mniej immunogennych, bardziej
immunogenne wykorzystywane do prezentacji limT w grasicy, prowadząc do ich eliminacji, przeżywają natomiast limfocyty
rozpoznające determinanty mniej immunogenne, gdy dostaną się do krwi i tkanki w której proces zapalny (duże stężenie cytokin,
zwiększona ekspresja cz.MHC, cz.kostymulujących i proteaz) może dojść do „uwidocznienia” tak zwanych epitopów ukrytych i
aktywacji limfocytów T zdolnych do ich rozpoznania - autoimmunizacja
- anergia klonalna – aktywacja limfocytu T dziewiczego warunkowana przekazaniem dwóch sygnałów (przez receptor TCR i cz.CD28)
przez komórkę dendrytyczną, jeśli stymulowany tylko przez receptor TRC wejdzie w stan anergii – brak wytwarzania Il-2 i proliferacji
w odpowiedzi na antygen, możliwa też apoptoza
- aktywna supresja (komórki regulatorowe) – Treg występujące naturalnie – zdolne do ingerencji na każdym etapie autoimmunizacji
głównie poprzez kontakt międzykomórkowy, w węzłach chłonnych uniemożliwiają trwałe połączenie komórek dendrytycznych
prezentujących autoantygen z limfocytami, w tkankach zapobiegają aktywacji limfocytów autoreaktywnych poprzez wpływ na
interakcję z lokalnymi komórkami dendrytycznymi (indukcja zmian fenotypowych) (aktywacja Treg antygenowo swoista, supresja już
nie – może być wywierana w stosunku d wielu antygenów), Treg indukowane – do podklasy należą limTr1, do których indukcji
niezbędna jest Il-10, swój efekt supresorowy wywierają poprzez Il-10, TGF-β i Il-5, populacja Th3 – z prekursora Tr1, też wytwarzają
TGF-β, limfocyty te indukowane są w przewodzie pokarmowym w procesie tzw. tolerancji pokarmowej

Czynniki prowadzące do zniesienia autotolerancji

Czynniki endogenne

- geny – obecność dodatkowych genów dla cz.MHC II lub brak genu dla jednej ze składowych dopełniacza predysponuje do
wystąpienia różnorakich chorób autoimmunizacyjnych
- zaburzenia funkcji komórek regulatorowych – warunkiem ochrony przed autoimmunizacją jest istnienie równowagi między
komórkami autoreaktywnymi a limfocytami regulatorowymi utrzymującymi je w ryzach, zmniejszona aktywność, zmniejszona liczba

we krwi i podwyższenie w tkankach zmienionych chorobowo (uniezależnienie limfocytów od Treg) limfocytów Treg koreluje z
występowaniem cukrzycy I, reumatoidalnego zapalenia stwów i zapalenia jelit
- zwiększone wytwarzanie cytokin (rola INF-α) - INF-α charakteryzuje się niezwykle pejotropowym działaniem, aktywującym układ
odpornościowy, jego znacznie wyższe stężenie wykryto w surowicy osób z wieloma chorobami autoimmunizacyjnymi
- hormony płciowe – na reumatoidalne zapalenie stawów RZS, stwardnienie rozsiane, miastenię, toczeń układowy rumieniowaty SLE,
chorobę Gravesa, chorobę Hashimoto czy twardzine układową chorują w większości kobiety, pacjentki ciężarne, chore na
stwardnienie rozsiane czy RZs zauważają niekiedy złagodzenie przebiegu choroby i jej nawrót po porodzie, badania wykazały, że
żeńskie hormony płciowe: estrogeny i progesteron mogą w małych stężeniach (poza ciążą) nasilać wytwarzanie INF-γ przez limfocyty
promując odpowiedź Th1, a w dużych (w czasie ciąży) mogą działać immunosupresyjnie, mężczyźni chorujący na RZS mają niższy
poziom testosteronu niż mężczyźni zdrowi

Czynniki egzogenne

- uraz – uraz fizyczny, termiczny lub zapalny działa poprzez zniesienie sekwestracji antygenu doprowadzając do wydostawania się
autoantygenów do krwi i zapoczątkowania na nie odpowiedzi, może również doprowadzić do zwiększenia ekspresji białek szoku
cieplnego HSP w tkankach, a także wzrostu ekspresji cz.adhezyjnych i syntezy cytokin prozapalnych
- infekcje wirusowe i bakteryjne – teoria molekularnej mimikry, zgodnie z nią zakażenie wirusem lub bakterią mającymi epitopy
wykazujące podobieństwo do antygenów gospodarza może prowadzić do aktywacji limfocytów autoreaktywnych i rozwoju odpowiedzi
na własne antygeny:

gorączka reumatyczna

Streptococcus

reakcja krzyżowa między paciorkowcowym antygenem M5 a

białkami

zastawek, rozwój zapalenia mięśnia sercowego

zespół Guillaina-Barrego

Campylobacter jejuni

reakcja krzyżowa między LPS bakteryjnymi a gangliozydami

obwodowego układu nerwowego, odkładanie się autoprzeciwciał

w przewężeniach Ranviera, paraliż obwodowy

Borelioza z Lyme

Borrelia burgdorferi

reakcja krzyżowa między białkiem OspA bakterii, a cząsteczką LFA-

rozwój zapalenia stawów

- zarówno bakterie jak i wirusy mogą działać jako tzw poliklonalne aktywatory proliferacji limfocytów, w wypadku limT rolę taką
mogą pełnić superantygeny bakteryjne, które aktywują znaczną liczbę LimT (również dziewiczych) mających w swoim receptorze
dany łańcuch Vβ, wśród nich także limT autoreaktywne, w wypadku limB rolę aktywatorów poliklonalnych mogą pełnić LPS, EBV,
wirus opryszczki, HIV i pierwotniaki Trypanosoma cruzi
- rola receptorów Toll-podobnych – wiązanie ligandów takich jak produkty wirusowe, bakteryjne, grzybicze przez komórki
dendrytyczne, infekcja jest źródłem sygnału o niebezpieczeństwie, a odpowiedź na własne tkanki powstaje tak jakby przy okazji
walki z mikrobem, aktywacja TLR może zajść i bez infekcji, TLR2 i 4 mają zdolność wiązania endogennych białek szoku cieplnego,
TLR4 – fibrynogenu i β-defensyny, TLR3 – mRNA a TLR7 i 9 również DNA, wszystkie te cząsteczki mogą być obecne w miejscu urazu
lu procesu zapalnego, a kwasy nukleinowe mogą pochodzić z komórek apoptotycznych, zdolność do aktywacji limB i komórek
dendrytycznych mają też kompleksy immunologiczne składające się z endogennego DNA i autoprzeciwciał w toczniu układowym
- inne elementy środowiska zewnętrznego – promienie słoneczne (UBV) induktorem zmian skórnych w toczniu, ekspozycja na
rozpuszczalniki organiczne i dym tytoniowy mają związek z zespołem Goodpasture’a a chlorek winylu i związki krzemu indukują
twardzinę układową, toczeń może też być indukowany przez leki (hydralazyna, hydantoina), dzieje się tak z powodu wiązania się z
lekami histonów i zmodyfikowanie ich struktury w taki sposób, że stają się immunogenne

Terapia chorób autoimmunizacyjnych

- w wielu chorobach jedyną formą terapii jest substytucja (np. podawanie brakującej insuliny)
- niesteroidowe leki przeciwzapalne i glikokortykosteroidy czy inne immunosupresanty nie działają przyczynowo, ale łagodzą objawy

Terapia antygenowo swoista

- leczenie autoantygenem – w zależności od dawki podawanie peptydów pochodzących z autoantygenów droga dożylną, poskórnie
lub dootrzewnowo bądź nawet w postaci cDNA kodującego dany autoantygen może spowodować delecję klonalną autoreaktywnych
limfocytów, efekt szczególnie wyraźny przy dużych dawkach autoantygenu, w mniejszych dawkach indukuje raczej anergię klonalną,
terapia taka ma na celu indukcję naturalnych mechanizmów autotolerancji, próbuje się też podawać kompleksy peptyd-MHC, tak
zwane rekombinowane ligandy dla TCR (RTL), zawierają one łańcuchy MHC i peptyd kodowane przez ten sam egzon
- zmienione ligandy peptydowe – zmienione ligandy peptydowe (APL) to peptydy naturalnie rozpoznawane przez limfocyty T
autoreaktywne, nieco tylko zmodyfikowane (1 lub 2 aminokwasy)

Terapia antygenowo nieswoista

- neutralizacja cytokin prozapalnych – neutralizacja TNF, cytokina ta ma ogromne znaczenie w niszczeniu osłonki mielinowej w SM,
wysepek trzustkowych w cukrzycy I oraz resorpcji kości i stymulacji proliferacji fibroblastów w stawach pacjentów dotkniętych RZS,
oprócz reakcji miejscowej działa także systemowo stymulując reakcję zapalną, zastosowanie przeciwciał monoklonalnych przeciw te
cytokinie lub rozpuszczalnego receptora dla TNF u pacjentów z RZS daje bardzo dobre wyniki
- terapia cytokinami o działaniu przeciwzapalnym – podawanie pacjentom Il-10 w chorobie Crohna, wrzodziejącym zapaleniu jelita
grubego, RZS czy łuszczycy (obniżenie wytwarzania cytokin typowych dla limTh1) , INF-β w stwardnieniu rozsianym (zmniejszenie
wytwarzania Il-12, INF-γ, a zwiększenie stężenia Il-4 i Il-10)
- hamowanie migracji autoreaktywnych limfocytów – blokowanie cząsteczek i cytokin uczestniczących w przyłączaniu
autoreaktywnych limfocytów do ogniska chorobowego (przeciwciało blokujące integryny α4 w stwardnieniu rozsianym, RZS i
wrzodziejącym zapaleniu jelita; podanie agonisty receptorów SIP1, który hamuje migrację limfocytów i zatrzymuje je w węzłach
chłonnych w stwardnieniu rozsianym)

26. Immunologia transplantacyjna

rodzaje przeszczepów:
- autogeniczny – kiedy dawca i biorcą jest ten sam osobnik
- izogeniczny – między identycznymi osobnikami tego samego gatunku (bliźnięta monozygotyczne)
- allogeniczny – między różnymi genetycznie osobnikami tego samego gatunku
- ksenogeniczny – między osobnikami odmiennych gatunków

Odpowiedź układu odpornościowego na antygeny przeszczepu
- różnice genetyczne między dawcą a biorcą sprawiają, że układ odpornościowy biorcy rozpoznaje antygeny przeszczepu jako obce i
uruchamia reakcję (odrzucanie) dążącą do jego zniszczenia
- odpowiedź na antygeny przeszczepu wymaga rozpoznania ich i aktywacji swoistych wobec tych antygenów klonów limfocytów T
- w jej przebiegu zostają pobudzone limTh, które stymulują limB do wytwarzania swoistych przeciwciał, a także zwiększają
aktywność limfocytów cytotoksycznych, makrofagów i komórek NK wobec komórek przeszczepu
- równocześnie dochodzi do bezpośredniej indukcji i proliferacji śwoistych limTc
- w przebiegu odpowiedzi na antygeny przeszczepu można wyróżnić:

fazę indukcji odpowiedzi (aferentną) – w czasie której dochodzi do prezentacji i rozpoznania obcych antygenów

fazę efektorową (eferentną) – w której zostają uruchomione swoiste i nieswoiste mechanizmy odpowiedzi na przeszczep

Prezentacja bezpośrednia antygenu w czasie odpowiedzi na przeszczep allogeniczny

- najważniejszymi cząsteczkami rozpoznawanymi przez komórki układu odpornościowego biorcy są antygeny kodowane w układzie
MHC, w obrębie tego układu znajdują się geny o niezwykle dużym polimorfizmie, które dzieli się na klasę I i II
- odpowiedź na obce cz.MHC wyróżnia znaczne większe nasilenie w porównaniu z odpowiedzią na inne antygeny
- liczba klonów LimT odpowiadających na obce MHC przewyższa 100-krotnie liczbę klonów rozpoznających inne antygeny białkowe
- indukcja odpowiedzi immunologicznej biorcy przez komórki prezentujące antygen dawcy nosi nazwę prezentacji bezpośredniej,
niezależnie od tego czy prezentowany antygen należy do dawcy czy do biorcy
- dochodzi do niej w regionalnych węzłach limfatycznych lub w śledzionie biorcy, do których docierają APC (antigen presenting cells)
z przeszczepionego narządu
- prezentacja bezpośrednia odgrywa znaczącą rolę w indukowaniu odpowiedzi na przeszczep we wczesnym okresie kiedy w narządzie
znajdują się jeszcze APC dawcy
- najważniejszymi komórkami prezentującymi antygen są komórki dendrytyczne, mogą one prezentować antygen w kontekście
cz.MHC I jak i II aktywując swoiste LimTc i LimTh
- każda z tych populacji równocennie może doprowadzić do odrzucenia przeszczepu, dodatkowo LimTh są potrzebne do rozwinięcia
odpowiedzi humoralnej, która odgrywa istotną rolę w odrzucaniu przeszczepu
- APC dawcy pochodzą z komórek krwiotwórczych i po transplantacji ulegają z czasem wymianie na APC biorcy, stąd zjawisko
zmniejszenia częstości odrzucania przeszczepów w miarę upływu czasu od przeszczepu

Prezentacja pośrednia antygenu w czasie odpowiedzi na przeszczep allogeniczny

- peptydy pochodzące od dawcy mogą być też prezentowane przez APC biorcy, ten sposób prezentacji alloantygenu i aktywacji
limfocytów T nosi nazwę prezentacji pośredniej
- APC biorcy mogą zasiedlać przeszczepiony narząd, a następnie migrować do regionalnych narządów limfatycznych biorcy lub
prezentować antygeny dawcy które drogą krwi dotarły do organizmu biorcy
- wydaje się że w niewielkim stopniu proces indukcji odpowiedzi transplantacyjnej zachodzi w samym przeszczepie
- pośrednia stymulacja leży u podłoża procesu przewlekłego odrzucania przeszczepu
- analiza peptydów usuniętych z MHC biorcy wskazuje że duża ich część pochodzi z cz.MHC dawcy, mechanizm który preferuje
peptydy będące fragmentami MHC dawcy w prezentacji pośredniej nie jest znany, ale zjawisko uprzywilejowanego wiązania
peptydów pochodzących z MHC występuje powszechnie w komórkach prezentujących antygen

Faza efektorowa odpowiedzi transplantacyjnej

- proces odrzucania przeszczepu jest odczynem zapalnym swoistym, może on w niedługim czasie doprowadzić do całkowitej
niewydolności przeszczepionego narządu, w klinice przyjęty jest podział na podstawie czasu w jakim doszło do odrzucenia:

odrzucenie nadostre – rozwija się w ciągu minut po przeszczepieniu i nieuchronnie prowadzi do niewydolności przeszczepu,

najczęściej przyczyną nadostrego odrzucania są przeciwciała skierowane przeciw cz.MHC, antygenom grupowym
układu AB0 czy niezbyt dokładnie poznanym antygenom swoistym śródbłonka,

powstawanie komleksów antygen-przeciwciało na powierzchni śródbłonka aktywuje układ dopełniacza, krzepnięcia i
wyzwala czynniki chemotaktyczne,

zmiany zachodzą w naczyniach włosowatych i małych tętniczkach,

dochodzi do wykrzepiania wewnątrznaczyniowego i obfitych nacieków głównie z neutrofili,

po pewnym czasie powstaje masywna martwica krwotoczna tkanek (wątroba wykazuje pewną oporność na
nadostre odrzucanie),

podstawową rolę w patogenezie nadostrego odrzucania odgrywa uszkodzenie śródbłonka i utrata jego właściwości
biologicznych,

toksyczne działanie wobec śródbłonka wykazują składniki dopełniacza, enzymy lizosomalne uwolnione z płytek i
granulocytów, białko kationowe eozynofilów oraz PAF

odrzucenie ostre przyspieszone – może się rozwijać już po 24 godzinach od zabiegu i zazwyczaj prowadzi do niewydolności
przeszczepu w ciąg 1-6 miesięcy,

zmiany morfologiczne przypominają odrzucanie nadostre, ale zajmują tętnice a nie naczynia włosowate i małe
tętniczki,

stwierdza się martwicę włóknikową błony środkowej tętnic oraz złogi włóknika i płytek w świetle naczyń ,

obrzęk tkanki śródmiąższowej, wylewy, ogniska martwicy i nacieki z komórek jednojądrzastych dopełniają obrazu,

uważa się że jest ono wywołane obecnością w osoczu preformowanych przeciwciał przeciw dawcy

odrzucenie ostre – które może pojawić się w ciągu kilku dni do kilku miesięcy po transplantacji,

dominująca cechą są nacieki z komórek jednojądrzastych (limfocyty T, makrofagi, komórki NK), zlokalizowane w
tkankach stąd nazwa odrzucanie śródmiąższowe lub komórkowe,

w naciekach dominują limTc CD8+, a także komórki pamięci CD45RO,

limTc powodują śmierć komórek docelowych poprzez: uwalnianie zawartości ziaren cytolitycznych oraz indukcję
apoptozy przez interakcje Fas-FasL,

ich aktywność zależna jest od LimTh CD4+, których udział polega na: aktywacji limTc CD8+ poprzez uwalniane
cytokiny, aktywacji odpowiedzi humoralnej, indukcji odpowiedzi o typie nadwrażliwości późnej z udziałem
makrofagów, bezpośrednim efekcie cytotoksycznym wobec komórek przeszczepionego narządu

szczególna rola LimTh1, aktywacjia LimTh2 może prowadzić do zahamowania odrzucania i powstania tolerancji

w nacieku i narządach limfatycznych biorcy wykrywa się LimB produkujące przeciwciała wiążące antygeny
przeszczepu

przeciwciała mogą uczestniczyć w reakcji odrzucania przeszczepu: uszkadzając komórki (śródbłonka, miąższowe) w
następstwie aktywacji dopełniacza, wywołując reakcję ADCC, nasilając odczyn zapalny przez indukowanie
uwalniania składników dopełniacza C3a, C5a, aktywując układ krzepnięcia

swoiste przeciwciała uczestniczą w powstawaniu zmian naczyniowych dlatego ostre odrzucanie określa się mianem
humoralnego

w niektórych sytuacjach w ostrym odrzucaniu mogą również uczestniczyć komórki NK, które mają na swej
powierzchni receptory hamujące zabijanie (KIR) rozpoznające własne MHC, ale nie dawcy

w formowaniu nacieku zapalnego uczestniczą też chemokiny, nie tylko przyciągają do przeszczepionego narządu
różnych typów leukocytów, ale stymulują też LimTc oraz wpływają na mikrokrążenie w przeszczepionym narządzie

komórki gromadzące się w przeszczepie wytwarzają wiele cytokin, których działanie się sumuje: aktywują swoiste
LimTc (Il-2, Il-12, INF-γ), bezpośrednio uszkadzają komórki przeszczepu (limfotaksyna, TNF), aktywują LimB oraz
powodują zmianę izotypu wytwarzanych przeciwciał na uczestniczące w reakcji ADCC (Il-2, Il-6, INF-γ), sprzyjają
powstawaniu odczynu zapalnego wpływając na czynność śródbłonka naczyń i zwiększając ekspresję cząsteczek
ułatwiających docieranie leukocytów do miejsc reakcji (Il-1, 2, 4, 5, 6, INF-γ, TNF), przyciągają LimTc, monocyty,
komórki NK (chemokiny), hamują angiogenezę (chemokiny), inicjują reakcje nadwrażliwości typu późnego (INF-γ,
GM-CSF, TNF), aktywują komórki prezentujące antygen

w odrzucanym przeszczepie stwierdza się również ekspresję perforyn i granzymów

leczenie glikokortykosteroidami lub przecwciałami antylimfocytarnymi

odrzucenie przewlekłe – występujące zwykłe nie wcześniej niż po roku od zabiegu,

wynik uszkodzenia narządu przez czynniki immunologiczne i nieimmnologiczne

określane jako przewlekła niewydolność przeszczepu

główna przyczyna niepowodzenia transplantacji

typową zmianą jest przebudowa naczyń tętniczych średniego kalibru

dochodzi do rozplemu błony wewnętrznej tętnic na skutek proliferacji i migracji miocytów oraz fibroblastów z błony
środkowej

światło naczynia ulega znacznemu zwężeniu – niedokrwienie i martwica włóknista

częstość występowania rośnie u chorych: z przebytymi epizodami ostrego odrzucania, z niewielką liczbą zgodnych z
dawcą antygenów HLA, otrzymujących niedostateczną immunosupresję, z nadciśnieniem tętniczym, zakażonych
wirusem cytomegalii, długim czasem przechowywania narządu przed transplantacją, palaczy, z hiperlipidemią, z
nieproporcjonalnie małą masą nerki w stosunku do masy ciała (przy przeszczepie nerki)

czynnikiem inicjującym przewlekłe odrzucanie jest uszkodzenie śródbłonka naczyń

do bodźców bezpośrednio oddziałujących na śródbłonek naczyń należą LimTc i swoiste przeciwciała

natężenie reakcji zbyt małe by wywołać odrzucanie ostre

w błonie komórkowej śródbłonka dochodzi do zwiększonej ekspresji cz.adhezyjnych a także czynnika tkankowego
inicjującego proces krzepnięcia, pojawiają się cz.MHC II, komórki śródbłonka zaczynają wydzielać substancje
aktywne biologicznie: PDGF, PAF, TNF i inne mediatory zapalenia (tromboksany)

towarzyszy temu wydzielanie cytokin przez pobudzone LimTc aktywowane przez komórki śródbłonka z cz.MHC II

zwiększa się przechodzenie komórek do ściany naczynia, migrujące komórki (makrofagi, LimT, granulocyty) są
również źródłem cytokin i czynników wzrostowych

miocyty i fibroblasty migrują do błony wewnętrznej i przerastają ją, przechodzą tam również makrofagi wypełnione
lipidami (komórki piankowate)

proces toczy się powoli, przeważają zmiany wytwórcze a nie degeneracyjne, stopniowy rozplem błony wewnętrznej
prowadzący do niedrożności naczynia i niewydolności narządu (podobnie do miażdżycy)

prowadzi nieuchronnie do utraty przeszczepionego narządu

ryzyko zmniejsza stosowanie optymalnej immunosupresji wcześnie po transplantacji

Czynniki immunologiczne wpływające na losy przeszczepionego narządu

Dobór w zakresie MHC (zgodność tkankowa)

- proces doboru odpowiedniego dawcy i biorcy nosi nazwę typowania tkankowego
- dawca i biorca powinni wykazywać jak najwięcej wspólnych antygenów HLA oraz biorca nie powinien być wcześniej uczulany
antygenami dawcy (brak w surowicy przeciwciał przeciwko antygenom dawcy)
- do niedawna wykluczano przeszczepy niezgodne pod względem układu grupowego krwi AB0, dysproporcja między dawcami i
biorcami kazała próbować ominąć te bariery:

przeszczepianie serca dzieciom poniżej 1 roku życia, wykorzystujące to, że izohemaglutyniny wykształcają się dopiero po
kilku, kilkunastu miesiącach życia

odpowiednie przygotowanie biorcy obejmujące plazmaferezę, podawanie przeciwciał anty-CD25 i anty-CD20 w celu
eliminacji LimB

- strategia doboru najbardziej zgodnego biorcy do dawcy o określonym zestawie antygenów HLA
- jako zasadę preferuje się pary o jak najmniejszej liczbie antygenów niezgodnych (mismatch), niż zestawienie dawcy z biorcą o
największej liczbie zgodnych antygenów
- najlepsze wyniki zapewnia zgodność między HLA-DR i HLA-B, nie ma znaczenia dobór w zakresie HLA-C
- na przykładzie przeszczepienia nerek pochodzących ze zwłok można prześledzić wpływ zgodności HLA na powodzenie
transplantacji:

brak niezgodności w zakresie HLA-A i –DR daje 65-70% szans co najmniej 10-letniego funkcjonowania przeszczepu

jeden niezgodny antygen w locus HLA-A, -B, -DR zmniejsza prawdopodobieństwo niajmniej 10-letniego funkcjonowania
przeszczepu do 40-50%

większa liczba niezgodnych antygenów redukuje szansę 10-letniego funkcjonowania do 30-35%

- lepszy dobór w zakresie HLA zmniejsza częstość epizodów ostrego odrzucania przeszczepu w ciągu 1 roku po transplantacji oraz
obniża ryzyko powstania zmian przewlekłych

- cz.MHC klasy I kodowane przez różne allele tego samego locu można zgrupować w „rodziny” cząsteczek o zbliżonej budowie, które
następnie dzielą się na antygeny o niewielkich odrębnościach, bardziej dokładny dobór dawcy i biorcy bierze pod uwagę wspomniane
odrębności
- pewne antygeny HLA-A i HLA-B mogą wykazywać zbliżoną zdolność do indukcji swoistych przeciwciał, określa się je jako CREG, ich
posiadanie zarówno przez dawcę jak i biorcę zmniejsza prawdopodobieństwo wystąpienia swoistych przeciwciał anty-HLA, mozliwości
łączenia antygenów niezgodnych
- pewne kombinacje zabronione (tabu) zwiększają ryzyko utraty narządu, pozostałe natomiast niezgodności nie mają większego
wpływu na losy przeszczepu i określa się ja jako kombinacje dopuszczalne (permissible mismatch)
- niejednokrotnie mimo idealnej zgodności dochodzi do odrzucenia przeszczepu

Uczulenie antygenami HLA

- zauważenie że powtórny przeszczep skóry od tego samego dawcy ulega szybszemu odrzuceniu
- eliminacja przed przeszczepianiem biorcy uprzednio uczulonego antygenami HLA dawcy
- do uczulenia dochodzi w czasie ciąży, w następstwie leczenia preparatami krwiopochodnymi, w wyniku wcześniejszych
transplantacji
- z surowicą każdego biorcy robi się przed transplantacją test cytotoksyczny z limfocytami dawcy w celu wykluczenia obecności
swoistych przeciwciał anty-HLA
- dodatkowo u każdego chorego czekającego na transplantację wykonuje się okresowo test cytotoksyczny z jego surowicą i panelem
limfocytarnym (mieszanina komórek od co najmniej 20 dawców – obecność ponad 95% swoistości HLA w populacji)
- odsetek reaktywności surowicy biorcy z panelem (panel reactive antibody – PRA) jest miarą jego uczulenia antygenami HLA
- obecność u biorcy „ciepłych” przeciwciał wiążących się z epitopami obecnymi na limfocytach T dawcy w temperaturze 37oC stwarza
prawdopodobieństwo rzędu 80-90% wystąpienia nadostrego odrzucania, nie wszystkie przeciwciała które wiążą limfocyty dawcy są
potencjalnie szkodliwe dla przeszczepu, „zimne” przeciwciała IgM o małym powinowactwie i zdolności wiązania autoantygenów
obecne czasami w surowicy biorców nie są groźne dla przeszczepu
- obecność u biorcy przeciwciał cytotoksycznych (indukują zabijanie w wyniku aktywacji dopełniacza) o wysokim mianie i szerokiej
reaktywności z antygenami HLA może uniemożliwiać przeszczepienie
- zabieg transplantacji u takich chorych poprzedza się usuwaniem przeciwciał anty-HLA, wykonuje się plazmaferezę (wymianę) lub
immunoadsorpcję osocza biorcy na kolumnach z wiążącym IgA białkiem A gronkowca
- usuwanie przeciwciał na kolumnach opłaszczonych substancjami grupowymi AB0 stosuje się w celu przygotowania biorcy do
przeszczepiania od AB0-niezgodnego dawcy

Przeszczepianie komórek krwiotwórczych (macierzystych krwiotworzenia)
- obejmują przeszczepy szpiku i przeszczepy komórek krwiotwórczych izolowanych z krwi (również pępowinowej – mniejsze ryzyko
wystąpienia choroby GVH)
- wyróżnia się dwa rodzaje przeszczepów komórek krwiotwórczych: autogeniczny i allogeniczny
- przeszczepianie autogeniczne stasuje się najczęściej jako leczenie wspomagające chemioterapię lub radio-chemioterapię
nowotworów, od chorego pobiera się własne komórki krwiotwórcze, komórki nowotworowe traktuje się lekami
przeciwnowotworowymi, po zakończeniu chemioterapii (czasem połączonej z napromieniowaniem całego ciała) pacjent otrzymuje z
powrotem własne komórki krwiotwórcze
- przeszczepiania allogeniczne wykonuje się w celu rekonstrukcji układu odpornościowego i/lub krwiotwórczego w wielu chorobach:

nowotwory, głównie ostre i przewlekłe białaczki, szpiczak, zespoły mielodysplastyczne, chłoniaki nieziarnicze, ziarnica
złośliwa, nieodwracalne uszkodzenie szpiku podczas chemioterapii guzów litych

pierwotne niedobory odporności

niedokrwistość aplastyczna

niedokrwistość Fanconiego

niedokrwistość sierpowata

talasemie

wrodzone choroby spichrzeniowe

osteoporoza

- ponad połowa przeszczepów w terapii ostrych białaczek
- przygotowanie biorcy do przeszczepu wymaga zniszczenia jego własnego układu odpornościowego i krwiotwórczego w celu
zapobieżenia odrzucenia przeszczepu i wytworzeniu mikrośrodowiska, które zasiedlą przeszczepione komórki krwiotwórcze
- odpowiednie przygotowanie biorcy (kondycjonowanie) polega na powtarzalnym podawaniu skojarzeń mielotoksycznych leków
alkilujących wraz z środkami immunosupresyjnymi lub napromieniowaniem całego ciała
- zniszczenie komórek transplantacyjnych niecałkowite jest częściej stosowane, ponieważ daje większe szanse na rozwój tolerancji
transplantacyjnej
- szpik człowieka dorosłego zawiera komórki macierzyste krwiotworzenia, limfopoezy oraz dojrzałe limfocyty T i B
- po przygotowaniu biorcy leczeniem immunosupresyjnym jego układ odpornościowy i elementy układu przeszczepionego powinny
znajdować się w równowadze, przewaga odpowiedzi biorcy prowadzi do odrzucenia przeszczepu, przewaga odpowiedzi układu
odpornościowego dawcy powoduje wystąpienie choroby przeszczep przeciwko gospodarzowi (graft versus host – GVH)
- w celu zmniejszenia ryzyka tych chorób przeszczepiania allogenicznego szpiku przeprowadza się między rodzeństwem o
identycznych antygenach HLA (mniejsze prawdopodobieństwo wystąpienia niezgodności np. w słabych antygenach zgodności
tkankowej)
- prawdopodobieństwo odrzucenia rośnie wraz z różnicami genetycznymi, wcześniejszym uczuleniem antygenami HLA oraz zbyt małą
liczba podanych komórek i usunięciem z zawiesiny LimT (choć z kolei duża liczba LimT zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia
GVH)
- proces odrzucenia przeszczepu zależy od aktywności LimT biorcy i komórek NK

Choroba przeszczep przeciw gospodarzowi GVH

- rola zarówno LimT CD4+ jak i CD8+
- przyjmuje się, że objawy choroby wywołują autoreaktywne LimT pochodzące z przeszczepionego szpiku, które naciekają tkanki
gospodarza i wywołują w nich efekt cytotoksyczny
- prawdopodobnie równie istotne jest zwiększone wydzielania cytokin przez aktywowane w tkankach LimT
- obserwuje się burze cytokinową (wzrost stężenia INF-γ, GM-CSF, TNF, Il-1, Il-2, Il-4, Il-6, przy czym część należy do dawcy)
- bodźcem stymulującym uwalnianie cytokin jest także uszkodzenie tkanek wywołane postępowaniem przygotowującym do
przeszczepienia, oraz często zakażeniem po transplantacji
- GVH leczy się antagonistami cytokin

ostra GVH:

powstaje w ciągu 100 dni od przeszczepienia i występuje u ponad połowy biorców

czynniki ryzyka: uprzednie ciąże u dawcy szpiku, duża liczba LimT w przeszczepianym szpiku, niezgodność HLA,
przeszczepianie od kobiety do mężczyzny, podeszły wiek dawcy i biorcy, brak stosowania immunosupresji

choroba ma często ciężki przbieg i prowadzi do zgonu

objawy związane z zajęciem skóry, błon śluzowych przewodu pokarmowego i wątroby

obecność pewnej liczby LimT w zawiesinie szpiku dawcy niezbędna – związana z rozpoznawaniem i niszczeniem
przetrwałych komórek nowotworowych przez LimT i komórki NK dawcy (zjawisko przeszczep przeciwko białaczce –
graft versus leukemia GVL, czy bardziej ogólnie przeszczep przeci nowotworowi – graft versus tumor GVT)

reakcja GVT odpowiada za rzadsze występowanie nawrotów nowotworu u chorych z przeszczepem szpiku
allogenicznego (gdy przeszczep z powodu nowotworu częściej stosuje się allogeniczny niż autogeniczny)

przy wznowie nowotworu stosuje się infuzję limfocytów od dawcy (donor lymphocyte infusion DLI)

przewlekła GVH:

u 20-30% chorych po transplantacji

czynniki ryzyka: podeszły wiek dawcy i biorcy, przetoczenie leukocytów dawcy, niezgodność HLA, przeszczepienie
od kobiety do mężczyzny, przebyta ostra GVH po przeszczepieniu, stosowanie dużych dawek promieniowania

pierwsze objawy najczęściej po roku od zabiegu

powoduje zburzenia odnowy hematologicznej i wtórny niedobór odporności

prawdopodobnie z powodu braku wytworzenia autotolerancji przez powstające LimT na antygeny biorcy

zmniejsza ryzyko wznowy nowotworu u chorych z białaczką

Odległe powikłania przeszczepienia allogenicznego komórek krwiotwórczych

- pacjenci po przeszczepie zazwyczaj w głębokiej immunosupresji
- jest to przyczyną wysokiej śmiertelności w okresie okołoprzeszczepowym
- pomimo podjęcia przez przeszczepiony szpik czynności krwiotwórczej zaburzenia odpowiedzi immunologicznej mogą się
utrzymywać długotrwale
- często po zabiegu rozwija się stan nabytego niedoboru odporności ze zwiększoną podatnością na zakażenia
- odporność biorcy próbuje się wspomóc przez przeprowadzenie szczepienia ochronnego u dawcy przed pobraniem szpiku
- u podłoża niedoboru odporności może leżeć trudność w „edukacji” LimT dojrzewających w odmiennym środowisku oraz aktywacja
LimTreg
- jeśli nie dojdzie do powstania przewlekłej GVH objawy niedoboru ustępują po około roku

Tolerancja transplantacyjna
- w warunkach doświadczalnych można względnie łatwo wywołać stan tolerancji na alloantygeny gwarantujący trwałe przyjęcie
przeszczepu allogenicznego, np. przez:

podawanie antygenów transplantacyjnych dawcy już w życiu płodowym lub noworodkowym – tolerancja noworodkowa

podawanie antygenów transplantacyjnych do grasicy w celu wywołania delecji określonych klonów LimT

- u ludzi próbuje się uzyskać chimeryzm (współistnienie komórek dawcy i biorcy) przez przeszczepienie komórek krwiotwórczych
dawcy po niecałkowitym usunięciu komórek krwiotwórczych biorcy
- mikrochimeryzm – komórki dawcy poza przeszczepionym narządem – leukocyty pasażerskie, kontakt z komórkami dawcy w
węzłach limfatycznych jest niezbędny do utrzymania tolerancji transplantacyjnej
- miejsca immunologicznie uprzywilejowane – obce przeszczepy przyjmują się łatwiej (mózg, przednia komora oka, jądro, wątroba)
- do mechanizmów współodpowiedzialnych za lepsze przyjmowanie należą:

obecność barier (krew-mózg, krew-jądro) utrudniających napływ limfocytów

aktywność LimTreg

lokalne wytwarzanie cytokin Il-10 i TGF-β

występowanie na obecnych w tych miejscach komórkach cząsteczek FasL i zabijanie przez te komórki aktywowanych LimT
mających cząsteczki Fas

- trwałe uzyskanie tolerancji bez leków immunosupresyjnych u człowieka jest trudne
- wśród mechanizmów postransplantacyjnych przyczyniających się do wystąpienia tolerancji wymienia się:

supresja – w przeszczepie obecne LimTreg

anergia klonalna – brak reaktywności z powodu braku kostymulatorów

delecja klonalna – może odbywać się również poza grasicą (przesłanki) i powoduje tolerancję na antygeny dawcy

adaptacja – pojawienie się białek antyapoptotycznych powodujących zwiększoną odporność na odpowiedź immunologiczną

ignorancja – związana z barierą anatomiczną

Przeszczep ksenogeniczny
- przeszczepianie narządów pobranych od zwierząt (najczęściej świń)
- podstawową trudnością jest występowanie w osoczu naturalnych preformowanych przeciwciał rozpoznających antygeny obecne na
śródbłonku obcych gatunków
- wśród przeszczepów ksenogenicznych wyróżniamy zgodne (gdy dawca i biorca ze zbliżonych gatunków – brak przeciwciał
gotowych) i niezgodne (gatunki odległe genetycznie – przeciwciała gotowe w osoczu)
- przyczyną nadostrego odrzucania niezgodnych przeszczepów ksenogenicznych są przeciwciała rozpoznające epitopy zawierające
jako końcową cząsteczkę galaktozo-α-1,3-galaktozę, dwucukier (epitop Gal) w wielu glikoproteinach i glikolipidach śródbłonka
zwierząt
- warunkiem powodzenia przy przeszczepianiu narządu ksenogenicznego w układzie niezgodnym jest zapobieganie reakcji
nadostrego odrzucania, można to osiągnąć usuwając z krążenia biorcy przeciwciała anty-Gal lub hamując zdolność aktywacji przez
nie dopełniacza
- można również zwiększyć oporność narządu dawcy na nadostre odrzucanie (modyfikacja komórek śródbłonka poprzez transfekcję
genami warunkującymi oporność)
- przerwanie badań nad świniami i małpami – obecność retrowirusów mogących przemieszczać się z nich na człowieka

Immunosupresja
- glikokortykosteroidy
- inhibitory małocząsteczkowe

inhibitory kalcyneuryny

inhibitory kinazy mTOR

inhibitory syntezy DNA

inne inhibitory małocząsteczkowe

- przeciwciała i białka fuzyjne

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
immunologia notatki z 2006 (wyklady), immunologia
Prawo cywilne notatki z wykładów prof Ziemianin
prof łaszczyca przwo administracyjne notatki z wykładów5
Filozofia Notatki z wykładów Zdrenka
Teoria kultury - Socjologiczna teoria kultury, Kulturoznawstwo, Teoria kultury - notatki z wykładów
Marketing społeczny notatki z wykładów, notatki - pedagogika, edukacja
Wykład 4 ewolucja, EWOLUCJA, notatki wykład
szacka notatki z wykładów, socjologia
Podstawy marketingu notatki z wykładów
etyka w rachunkowości notatki z wykładu 1
Notatki wykład 1
Marketing w turystyce notatki z wykładów
notatki wykłady ćwiczenia
Notatki wykład 2 mgr
TOM - notatki z wykladów, BEZPIECZEŃSTWO NARODOWE Akademia Marynarki Wojennej AMW, operacje militarn
NOTATKI WYKLAD2 2013 03 09
Zagadnienia egzaminacyjne PF3-09, SKRYPTY, NOTATKI, WYKŁADY, Podstawy Fizyki 3, wykład
3. Wykład z teorii literatury - 20.10.2014, Teoria literatury, Notatki z wykładu dr hab. Skubaczewsk
wykład 23.11.2008, SZKOŁA, SZKOŁA, PRACA LICENCJACKA, notatki, wykład

więcej podobnych podstron