2014-01-27

1

Podstawy działania układu

immunologicznego

Ryszard Międzybrodzki

Zakład Immunologii Klinicznej

Instytut Transplantologii, Warszawski Uniwersytet Medyczny

Samodzielne Laboratorium Bakteriofagowe

Instytut Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN we Wrocławiu

Główne rodzaje

odpowiedzi układu odpornościowego

Rodzaj
odpowiedzi

Odpowiedź typu humoralnego

Odpowiedź typu komórkowego

Wrodzona

Dopełniacz

Makrofagi i komórki NK

Nabyta

Limfocyty B i przeciwciała

Limfocyty T pomocnicze i
cytotoksyczne

Rodzaj
odpowiedzi

Swoistość

Czas reakcji po
pierwszej
ekspozycji na
drobnoustrój

Poprawa po
kolejnej
ekspozycji

Pamięć

Wrodzona

Nieswoista

Krótki – po kilku
minutach

Nie

Nie

Nabyta

Wysoce swoista

Długi – po kilku
dniach

Tak

Tak

Najważniejsze czynniki odpowiedzi nieswoistej

Czynnik

Sposób działania

Czynniki
ograniczające
wnikanie
mikroorganizmów

Warstwa rogowa nieuszkodzonej skóry
Lizozym we łzach i innych wydzielinach
Rzęski nabłonka oddechowego
Niskie pH w żołądku i pochwie; kwasy tłuszczowe
na skórze
Powierzchniowe fagocyty (np. makrofagi
pęcherzyków płucnych)
Defensyny (peptydy kationowe)
Normalna flora gardła, jelit, pochwy

Działa jak bariera mechaniczna
Degradacja peptydoglikanu w ścianie bakterii
Usuwanie drobnoustrojów pokrytych śluzem
Hamowanie wzrostu drobnoustrojów

Pochłanianie i niszczenie drobnoustrojów

Tworzenie porów w błonie drobnoustrojów
Blokowanie receptorów, które umożliwiają
kolonizację przez patogeny

Czynniki
ograniczające
wzrost
mikroorganizmów

Komórki NK
Neutrofile
Makrofagi i komórki dendrytyczne

Interferony
Dopełniacz

Transferyna i laktoferyna
Gorączka
Reakcja zapalna
APOBEC3G (apolipoprotein B mRNA-editing,
enzyme-catalytic, polypeptide-like 3G)

Zabijanie komórek zakażonych wirusami
Pochłanianie i niszczenie drobnoustrojów
Pochłanianie i niszczenie drobnoustrojów oraz
prezentacja antygenów pomocniczym limfocytom T
Hamowanie replikacji wirusów
C3b jest opsoniną; kompleks atakujący błonę (MAC)
tworzy pory w błonie bakteryjnej
Wyłapują żelazo potrzebne do wzrostu bakterii
Podniesienie temperatury opóźnia wzrost bakterii
Ogranicza rozprzestrzenianie się drobnoustrojów
Powoduje hipermutacje w retrowirusowym DNA i
mRNA

Immune System. In: Encyclopedia of Life Sciences

(www)

Cambridge University Immunology Lectures

(www)

Dopełniacz

Souhami & Mouxham

(www)

IgG FcR

ScavengerR

CR

Toll-like R

Neutrofile i fagocytoza

2014-01-27

2

•

Na swojej powierzchni maj

ą

markery

(cz

ą

steczki) CD56 i CD16, a nie maj

ą

CD3

•

S

ą

to tzw. imfocyty z du

ż

ymi ziarnisto

ś

ciami

(large granular lymphocytes - LGL)

•

Zdolne do nieswoistego zabijania komórek
zaka

ż

onych oraz nowotworowych

•

S

ą

pobudzane przez IL2 i IFN-

γ

i staj

ą

si

ę

komórkami LAK (Lymphokine Activated
Killer)

•

Nie maj

ą

pami

ę

ci immunologicznej

•

Maj

ą

receptory wykrywaj

ą

ce obecno

ść

MHC

I – je

ś

li jego ekspresja jest niska – zabijaj

ą

•

P-ciała nie s

ą

konieczne ale nasilaj

ą

ich

cytotoksyczno

ść

(ADCC)

•

„Stosuj

ą

” perforyy i gramzyny oraz FAS-

FASL (apoptoza)

Komórki NK

Główne funkcje limfocytów T i B

Odpowiedź typu komórkowego
(limfocyty T)

Odpowiedź typu humoralnego
(limfocyty B)

Obrona gospodarza przeciwko
zakażeniom (w szczególności
patogenami wewnątrzkomórkowymi
jak np. M. tuberculosis, grzybami i
komórkami zainfekowanymi przez
wirusy)

Obrona gospodarza przeciwko
zakażeniom (opsonizacja bakteriii,
neutralizacja toksyn i wirusów)

Alergia (reakcje opóźnionej
nadwrażliwości – typ IV)

Alergia (reakcje nadwrażliwości – typu
1, 2 i 3)

Odrzucanie przeszczepu i działanie
przeciwnowotworowe
Regulacja odpowiedzi humoralnej
(pomoc i supresja)

Autoimmunizacja

Limfocyty B

Limfocyty T

Neutralizacja

toksyn i

wirusów

Neutrofile

Dopełniacz

Przeciwciała

Plazmocyty

Zabijanie

bakterii

Obrona przeciw

grzybom

wewnątrz-

komórkowym

bakteriom

Aktywowane
limfocyty T

H

i

makrofagi

Limfocyty T

H

(CD4)

Limfocyty T

C

(CD8)

Aktywowane

limfocyty T

C

Zabijanie

komórek

zakażonych

przez wirusy

Cytokiny (IL-4, IL-5)

IL-2

IL-2

Limfocyty T i B i ich receptory

11

Powinowactwo TCR do kompleksu MHC + peptyd

Ż

adne lub niskie

Po

ś

rednie

Wysokie

Selekcja limfocytów T (delecja klonalna) dojrzewaj

ą

cych w grasicy

na podstawie powinowactwa TRC

do kompleksu MHC i prezentowanego przez niego peptydu

(autoantygenu)

B

ra

k

s

e

le

k

c

ji

S

e

le

k

c

ja

p

o

zy

ty

w

n

a

S

e

le

k

c

ja

n

e

g

a

ty

w

n

a

L

ic

zb

a

l

im

fo

c

y

tó

w

T

12

2014-01-27

3

Proces prowadzący do prezentacji peptydu przez MHC I

aparat Golgiego

retikulum endoplazmatyczne

limfocyt T CD8+

Endosom

Lizosom

α

β Ii

limfocyt T CD4+

aparat
Golgiego

retikulum
endoplazmatyczne

Proces prowadzący do prezentacji peptydu przez MHC II

LFA-3

LFA-2

LFA-1

TCR

CD4

ICAM-1

MHC II

B7-1/B7-2

(CD80/CD86)

CD28

IL-1
IL-6
TNF-alpha
IL-12
IL-15

TNF-beta
IFN-gamma
GM-CSF
IL-4

Limfocyt

CD4

APC

peptyd

LFA-1

TCR

CD8

ICAM-1

MHC I

LFA-3

LFA-2

Limfocyt

CD8

Komórka

docelowa

peptyd

IFN-

γγγγ

, IL-12

IL-4

TGF-

β

IL-6, TGF-

β

T

H

0

T

H

2

T

reg

T

H

17

T

H

1

IL-4

IL-5

IL-13

IL-2

IFN-

γγγγ

IL-17a

IL-17f

IL-10

IL-35

TGF-

ββββ

Różnicowanie limfocytów T pomocniczych

IL-1b, IL-15,IL-21, IL-23

Odpowied

ź

przeciwko

drobnoustrojom

wewn

ą

trzkomórkowym

Odpowied

ź

przeciwko

paso

ż

ytom

Astma, alergia

Immunosupresja

Autoimmunizacja

Obrona przeciwko

bakteriom zewn

ą

trz-

komórkowym

Drobnoustrój

Odpowiedź

komórkowa

Odpowiedź

humoralna

IFN-

γ

Th-0

Makrofag

Th-2

Th-1

Aktywowany

makrofag

Tc

B

Plazmocyt

Nieznana

kom.

IL-4

IL-12

IL-2

IL-4 IL-5

2014-01-27

4

Edycja receptora

Dojrzewanie limfocytów B

Najważniejsze funkcje przeciwciał

Klasa

immunoglobulin

Główne funkcje

IgG

Główne przeciwciało odpowiedzi wtórnej.
Opsonizuje bakterie, ułatwia ich fagocytozę.
Neutralizuje toksyny bakteryjne i wirusy.
Wiąże dopełniacz, który wzmacnia zabijanie bakterii.
Jest transportowana przez łożysko.

IgA

Wtórne IgA chroni przed przyleganiem bakterii i wirusów do błon śluzowych. Nie
wiąże dopełniacza.
Nie przechodzi przez łożysko.

IgM

Produkowana głównie w czasie pierwotnej odpowiedzi immunologicznej.
Jest receptorem dla antygenów na limfocytach B.
Wiąże dopełniacz.
Nie przechodzi przez łożysko.

IgD

Rola nie znana.
Znajduje się na powierzchni limfocytów B, a także w osoczu.
Nie przechodzi przez łożysko.

IgE

Jest mediatorem reakcji nadwrażliwości - powoduje uwalnianie mediatorów z
komórek tucznych i bazofilów w czasie ekspozycji na antygeny (alergeny).
Chroni przez zakażeniami pasożytami powodując uwalnianie enzymów z eozynofilii.
Główne narzędzie obrony przed nicieniami.
Nie wiąże dopełniacza.
Nie przechodzi przez łożysko.

Pierwotna odpowiedź humoralna

Jest skierowana przeciwko:

•

chorobom związany z wytrwaniem egzotoksyn – takim jak tężec czy
błonica;

•

zakażeniom, w których wirulencja jest związana z otoczką polisacharydową
(np. pneumokoki, meningokoki, H. influenzae);

•

niektórym zakażeniom wirusowym.

Czas pojawiania się przeciwciał IgM wynosi 7-10 dni, nieco później pojawiają
się IgG albo IgA, które też później zanikają.

Wtórna odpowiedź humoralna

•

Pojawia się znacznie szybciej niż
pierwotna (3-5 dni).

•

Poziom IgM jest podobny ale
poziomy IgG albo IgA są znacznie
wyższe i utrzymują się dłużej
dzięki komórkom pamięci.

•

Z każdą kolejną ekspozycją na
antygen rośnie powinowactwo
przeciwciał (dojrzewanie
powinowactwa).

1. immunizacja

2 immunizacja

IgM

IgG lub IgA

Czasi od immunizacji

M

ia

n

o

i

m

m

u

n

o

g

lo

b

u

li

n

23

Autoimmunizacja

Rodzaj autoantygenu

Przykład choroby

Wewnątrzkomórkowe DNA, RNA

Toczeń trzewny układowy (SLE)

Receptory komórkowe:

Receptor dla tyreotropiny (THS)
Receptor dla acetylocholiny
Receptor insulinowy

Choroba Gravesa-Basedowa
Nużliwość mięśni (miastenia)
Cukrzyca insulinoniezależna

Elementy błony komórkowej:

Komórek beta wysp trzustki
Erytrocytów
Płytek krwi

Cukrzyca insulinozależna
Anemia hemolityczna
Pierwotna małopłytkowość
immunologiczna

Białka:

Insulina
Tyreoglobukina
Czynnik wewnętrzny
Immunoglobuliny

Cukrzyca insulinoniezależna
Zapalenie tarczycy
Anemia złośliwa
Reumatoidalne zapalenie stawów

Rola infekcji w rozwoju autoimmunizacji

24

2014-01-27

5

Gorączka reumatyczna
jako przykład typowej
mimikry molekularnej

Inne choroby
autoimmunizacyjne, w których
udowodniono występowanie
zjawiska mimikry molekularnej
jako przyczyny rozwoju
odpowiedzi na własne
antygeny i ich czynniki
wywołujące:

•

borelioza z Lyme

(Borrelia burgdorferi)

•

zespół Guillaina-Barrégo

(Campylobacter jejuni)

ostra zapalna poliradikuloneuropatia
demielinizacyjna albo porażenie wstępujące
Landry’ego charakteryzujące się uszkodzeniem
nerwów ruchowych pod postacią wiotkich
niedowładow ze zniesieniem odruchow
mięśniowych

25

Przykłady narządowo-swoistych chorób

autoimmunologicznych

Bielactwo

Choroba Hashimoto
(zapalenie tarczycy)

26

Przykłady ogólnoustrojowych chorób

autoimmunologicznych

Toczeń
rumieniowaty
układowy (SLE)

27

Miastenia (nużliwość mięśni)

komórki B

28

Cukrzyca insulinozależna (IDDM)

komórki T

29

30

Choroby autoimmunizacyjne a HLA

2014-01-27

6

Reakcje nadwrażliwości

•

1 Typ I (anafilaktyczny)

•

2 Typ II (cytotoksyczny)

•

3 Typ III (kompleksów immunologicznych)

•

4 Typ IV (komórkowy - DTH)

•

(Typ V – ch. Gravesa-Basedova, miastenia)

Dziękuję za uwagę