Układ odpornościowy
Wykład 7
Układ immunologiczny  rozpoznanie i eliminacja
obcych organizmów, cząsteczek.
Skład układu immunologicznego:
" limfocyty
" narządy limfatyczne (grasica, szpik kostny)
" węzły chłonne oraz śledziona (narządy wtórne)
antygen reakcja immunologiczna
Układ odpornościowy 
uwarunkowania genetyczne
antygen brak reakcji immunologicznej
antygen reakcja immunologiczna
limfocyty
Limfocyty Przeciwciała
komórka macierzysta limfopoezy
N N
łańcuch b łańcuch a
NH2 NH2
grasica szpik kostny
V
(Thymus) (Bone marrow)
regiony
zmienne
C
łańcuch L
limfocyt T limfocyt B
Limfocyt T
VL CDR
antygen
N N
N
N
CL
regiony łańcuch H
stałe
VH
CDR
C
CH1
COOH
C C
plazmocyt
zawias
CH2
limfocyt T
limfocyt B
pamięci
odpowiedz
pamięci
komórkowa CH3
C C
odpowiedz

humoralna Budowa przeciwciała IgG receptor limfocyta T
Geny kodujące przeciwciała y
ródła różnorodności przeciwciał
VL CL
Lk 2p12
Ogromna zmienność sekwencji aminokwasów w przeciwciałach nie
Ll 22q11
może być kodowana przez odrębne geny.
VL Przyczyny różnorodności przeciwciał:
" liczne segmenty w genach linii zarodkowej kodują cząsteczki o
CL
VH
różnej specyficzności
VH CH1 H CH2 CH3
14q32
CH1 " rekombinacja somatyczna (rekombinacja + delecje + insercje
bezmatrycowe)
" mutacje somatyczne (punktowe, częstotliwość 106 razy większa niż
CH2
w innych genach)
CH3
Dopuszczana różnorodność przeciwciał rodzi możliwość
powstawania chorób autoimmunologicznych (cukrzyca typu I,
U człowieka geny kodujące łańcuchy lekkie znajdują się na
miastenia gravis) lub niektórych nowotworów (chłoniak Burkitta).
chromosomach 2 i 22, geny białek łańcuchów ciężkich znajdują się
na chromosomie 14.
1
Rekombinacja somatyczna Sekwencje rozpoznające
zarodkowa forma genu
L1 V1 Ln Vn D1 - D12 J1 - J4 Cm Cd
Sekwencje rozpoznające umożliwiają odpowiednie cięcie i sklejanie
5 3 fragmentów genów kodujących łańcuchy lekkie i ciężkie
immunoglobin przez rekombinazy.
rekombinacje
V 7 23 pz 9 9 12 pz 7 D 7 12 pz 9 9 23 pz 7 J
(rekombinaza)
5 3
L1 V1 Ln Vn D1 D2 J2 - J4 Cm Cd
5 3 limfocytarna forma genu
rekombinacja
CACAGTG ACAAAAACC
rekombinacje
GTGTCAC TGTTT T TGG
(rekombinaza)
D J
L1 V1 D2 J2 - J4 Cm Cd
Liczba domen zmiennych V: 250  1000
7 7
5 3
Liczba fragmentów D: 12
23 pz 12 pz
transkrypcja + translacja Liczba fragmentów J: 4
9 9
Liczba kombinacji: 65 000  250 000
L V D J C
Całkowita różnorodność: 1011
modyfikacja + glikozylacja
V D J C
Układ zgodności tkankowej MHC Budowa cząsteczek MHC
polimorficzne miejsce
Produkty ekspresji genów układu MHC (major histocompatibility
wiążące białko (rowek)
complex) obecne są na powierzchni różnych komórek.
Białka kodowane przez geny MHC przez łączenie się z limfocytami T
odgrywają zasadniczą rolę w kontroli odpowiedzi immunologicznej.
a1 a2 część podobna do a1 b1
MHC klasy I  znajdują się na wszystkich komórkach jądrzastych
immunoglobuliny
N
MHC klasy II  występują na komórkach prezentujących antygeny N
a3 a2 b2
limfocytom T
b2-mikroglobulina
MHC klasy III  związane są z procesem prezentacji antygenu.
C
fragment
Ludzkie MHC nazywane jest HLA (human leukocyte antigens).
transbłonowy
MHC klasy II MHC klasy III MHC klasy I
C C C
łańcuch a łańcuchy a b
fragment
DP DQ DR B C A
cytoplazmatyczny
antygeny układ antygeny
MHC klasy I MHC klasy II
odpowiedzi dopełniacza odpowiedzi
komórkowej humoralnej
Prezentacja antygenu 1 Prezentacja antygenu 2
MHC klasy II prezentują antygeny pozakomórkowe
MHC klasy I prezentują antygeny wewnątrzkomórkowe
(egzogenne) limfocytom Th (pomocniczym, T CD4+).
limfocytom Tc (killer  cytotoksycznym, T CD8+). Po
Limfocyty Th wydzielają cytokiny biorące udział w
rozpoznaniu obcego białka komórka zostaje zabita.
rozwijaniu odpowiedzi komórkowej (Th1) lub humoralnej
(Th2).
Cd4
komórka T
Cd8
komórka T
endocytoza
wirus
antygenów
proteosom
endosom
TAP
MHC
klasy I
MHC
klasy II
2
Prezentacja antygenu 3 Receptory limfocytów T
limfocyt Tk limfocyt Th
Prezentacja krzyżowa  biorą w niej udział
CD8 TCR CD3 CD4 TCR CD3
zarówno limfocyty Tc jak i Th. Komórkami
prezentującymi antygen są komórki dendrytyczne
(wykorzystujące MHC klasy I i II). Pobudzone
limfocyty Tc nie zabijają komórek dendrytycznych
antygen
ale znajdują inne komórki z odpowiednimi
antygenami na powierzchni.
b2-mikroglobulina
Prezentacja krzyżowa jest ważna w odpowiedzi
na czynniki (wirusy, bakterie, nowotwory) nie
infekujące komórek prezentujących antygeny.
MHC klasy I MHC klasy II
komórka docelowa komórka prezentująca antygen
Wrodzone niedobory odporności Nabyte niedobory odporności
wirus HIV-1 wiązanie gp120
Zaburzenia układu immunologicznego wiążą się ze zwiększoną
z receptorem CD4
podatnością na infekcje i prowadzić mogą do rozwoju nowotworów
układu limfocytarno-siateczkowego lub chorób
autoimmunologicznych.
komórka macierzysta
ciężki złożony niedobór
odporności (SCID)
komórka prekursorowa komórka prekursorowa
limfocyt T CD4+
limfocytów B limfocytów T
komórka pre-B niedojrzała komórka T
agammaglobulinemia
Brutona
brak
nowe wiriony
dojrzała komórka B grasicy
aktywacja
niedobór izotypu Ig zespół DiGeorge a
różnicowanie zmiana izotypu
pospolity zmienny
Zakażenie HIV jako przykład
niedobór odporności
dojrzała komórka T
nabytego niedoboru
defekty aktywacji
i funkcji limfocytów T
odporności.
proliferacja
nieefektywne wytwarzanie
funkcja efektorowa
przeciwciał obumarła komórka zakażenie latentne
3