Narządy i Komórki

Narządy i Komórki

Układu

Układu

Immunologicznego

Immunologicznego

Antygeny i przeciwciała

Antygeny i przeciwciała

Dr Barbara Szkudlińska

Dr Barbara Szkudlińska

Poziomy obrony organizmu

Pierwszy

poziom

obrony

Skóra, błony śluzowe,

enzymy, dopełniacz, cytokiny,

naturalna flora bakteryjna

Drugi
poziom

Komórki

fagocytujące mono i

polinuklearne,

bazofile i mastocyty,

limfocyty NK

Przeciwciał
a, limfocyty
T i B

Odpornoś

ć

nieswoist

a

Trzeci
poziom

Odpornoś

ć swoista

Odporność.

•

U kręgowców są dwa typy odporności:

– Odporność nieswoista

– obecna od

urodzenia.

– Odporność swoista

– rezultat

kontaktów z patogenami ( infekcje /

szczepionki)

Budowa Układu

Immunologicznego

• W skład układu imunologicznego

wchodzą:

– Komórki układu immunologicznego
– Narządy układu immunologicznego

(narządy limfatyczne)

– Naczynia limatyczne

Tylko sprawnie działający

układ immunologiczny

zabezpiecza odporność

organizmu

Komórki Układu

Immunologicznego

Pluripotencjalna

haemopoetyczna

komórka pnia

progenitorowa
komórka
limfoidalna

progenitorowa
komórka
mieloidalna

Makrofagi
Monocyty
(* DC)

Neutrfile
(PMN)

Eozynofile
(PMN)

Bazofile
(PMN)

Mastocyty

Fagocytoza
Prezentacja

Ag

Fagocytoza
bakterii

odporność
przeciwpasożytnicza
reakcje alergiczne

Reakcje alergiczne Ochrona
błon śluzowych?

Ochrona blon śluzowych

Limfocyty odporność
nabyta swoista

limfocyt

neutrofil

monocyt

ertyrocyt

eozynofi
l

bazofil

LIMFOCYTY

Lokalizacja limfocytów w organizmie

Węzły
chłonn
e

Szpik
kostny

Przewód
pokarmowy

Śledzion
a

Kre
w

Inne
tkanki

Subpopulacje limfocytów

Subpopulacje limfocytów

Th

CTL

PC

T

B

LIMFOCYTY T

LIMFOCYTY T

LIMFOCYTY T

LIMFOCYTY T

LIMFOCYTY B

LIMFOCYTY B

LIMFOCYTY B

LIMFOCYTY B

CLP

Wspólna komórka

Wspólna komórka

limfoidalna prekursorowa

limfoidalna prekursorowa

KOMÓ RKI

KOMÓ RKI

PLAZMATYCZNE

PLAZMATYCZNE

produkują przeciwciała

produkują przeciwciała

KOMÓ RKI

KOMÓ RKI

PLAZMATYCZNE

PLAZMATYCZNE

produkują przeciwciała

produkują przeciwciała

LIMFOCYTY

LIMFOCYTY

CYTOTOKSYCZNE CD8

CYTOTOKSYCZNE CD8

zabijają komórki

zabijają komórki

nowotworowe i

nowotworowe i

zakażone wirusem

zakażone wirusem

LIMFOCYTY

LIMFOCYTY

POMOCNICZE CD4

POMOCNICZE CD4

aktywują limf.B i

aktywują limf.B i

makrofagi

makrofagi

LIMFOCYTY

LIMFOCYTY

POMOCNICZE CD4

POMOCNICZE CD4

aktywują limf.B i

aktywują limf.B i

makrofagi

makrofagi

• Posiadają receptory TCR –

wiążące antygeny

• Limfocyty T nie są zdolne do

rozpoznania wolnego antygenu

• Wymagają prezentacji antygenu

przetworzonego do peptydów

przez komórki APC i połączonego

z cząsteczkami MHC.

• limfocyty T rozpoznają jedynie

peptydy białek (nie wiążą innych
antygenów np. polisacharydów).

Limfocyty T

Limfocyty cytotoksyczne Tc
rozpoznają antygeny
prezentowane przez MHC kl I, a
pomocnicze Th przez MHC kl II.

Limfocyty T -

Limfocyty T -

Restrykcja

Restrykcja

MHC

MHC

• LimfocytyT rozpoznają obce antygeny

związane z własnym MHC (prezentowane

przez własne cząsteczki MHC)

• Limfocyty CD4 rozpoznają antygeny

prezentowane przez MHC kl II.

• Limfocyty CD8 rozpoznają antygeny

prezentowane przez MHC kl I

Limfocyty

B i T

T

B

Limfocyty B

posiadają

receptory

immunoglobulin

owe o różnych

swoistościach.

Wiążą nimi

Wiążą nimi

wnikające do

wnikające do

organizmu

organizmu

natywne

natywne

antygeny

antygeny

Nie wymagają

Nie wymagają

prezentacji

prezentacji

antygenów

antygenów

Spoczynkowy

Spoczynkowy

limfocyt B

limfocyt B

e.r.

e.r.

(a)

(a)

(b)

(b)

Limfocyt B po

Limfocyt B po

przekształceniu

przekształceniu

się w kom.

się w kom.

plazmatyczną

plazmatyczną

Limfocyt B i komórka

plazmatyczna

Komórki plazmatyczne –

ostateczne stadium komórki B

• Intensywna produkcja przeciwciał
• Brak powierzchniowych

immunoglobulin

• Brak ekspresji MHC kl II
• Nie zachodzi w nich zmiana izotypu

produkowanych przeciwciał

• Nie podlegają hypermutacjom
• Nie proliferują.

Y

Y

Y

Y

Y

Y

SS

SS

Łańcu
ch
lekki

Łańcu
ch
lekki

SS

SS

Budowa przeciwciała

cz.

sta

ła

cz

. s

ta

ła

cz.

sta

ła

cz

. s

ta

ła

V

V

V

V

Miejsce
wiązani
a
antyge
nu

Miejsce

wiązani

a

antyge

nu

Łańcuchy ciężkie

Fa
b

F
c

Budowa 5 głównych klas

immunoglobulin

Immunoglobulina G - IgG

Immunoglobulina G - IgG

Immunoglobulina G - IgG

Immunoglobulina G - IgG

• Posiada 4 podklasy.
• IgG aktywuje dopełniacz.
• IgG jako jedyna immunoglobulina

człowieka przechodzi przez łożysko.

• Jest główną immunoglobuliną wtórnej

odpowiedzi immunologicznej

Immunoglobulina M -

Immunoglobulina M -

IgM

IgM

• IgM jest pentamerem

.

• IgM jest główną immunoglobuliną

pierwotnej odpowiedzi immunologicznej i

jako pierwszy izotyp wytwarzana jest przez

noworodka.

• IgM bardzo efektywnie wiążę dopełniacz.

Immunoglobulina A -

IgA

• Jest główną immunoglobuliną

występującą na błonach
śluzowych układu oddechowego,
pokarmowego i moczopłciowego i
w wydzielinach takich jak mleko
(siara), ślina, łzy.

• W surowicy występuje w formie

monomeru.

• W wydzielinach występuje w

formie dimeru.

Immunoglobulina E -
IgE

- w surowicy występuje w
ekstremalnie niskim stężeniu
0,002%.

-- mediuje reakcje
nadwrażliwości typu I
-Jest immunoglobuliną pełniącą
pozytywną rolę w zakażeniach
pasożytniczych

Immunoglobulina D -
IgD

Razam z IgM jest
główną błonową Ig
dojrzałych limfocytów B

jej biologiczne funkcje
efektorowe nie są
poznane

Biologiczna

rola

przeciwciał

• Wiązanie antygenów. Powstający

aglutynat jest łatwo fagocytowany i
redukuje liczbę patogenów w organizmie

• Neutralizują wirusy i toksyny

bakteryjne. Blokuje ich przyleganie do
błon śluzowych

• Opsonizacja – połączone z przeciwciałem

bakterie są łatwo fagocytowane

Rola przeciwciał

• Aktywacja dopełniacza przez

kompleks Ag-Ab. Powstaje

kompleks MAC uszkadzający

bakterie

• Pośredniczą w mechanizmie

ADCC w którym mogą być

niszczone patogeny przez

komórki odporności nieswoistej

np. eozynofile

• Wiązanie dopełniacza i reakcja

ADCC poprzez produkowane w

ich trakcie mediatory sprzyjają

rozwojowi zapalenia

-

Przeciwciała nie łączą się z

Przeciwciała nie łączą się z

całą cząsteczką antygenu , ale

całą cząsteczką antygenu , ale

z jego określonymi miejscami

z jego określonymi miejscami

zwanymi

zwanymi

-

epitopami

epitopami

lub

determinantami

determinantami

antygenowymi

antygenowymi

.

.

Wiązanie przeciwciała z

antygenem – paratopu z

epitopem

cz

. z

m

ie

nn

a

ła

ńc

uc

ha

le

kk

ie

go

Ła

ńc

uc

h

ci

ęż

ki

Cz

ęś

ć z

m

ie

nn

a

Antygen z epitopem 1

Antygen z epitopem 3

An

ty

ge

n z

e

pit

op

em

2

Powinowactwo

Powinowactwo

przeciwciała

przeciwciała

•

Mnogie interakcje pomiędzy paratopami

Mnogie interakcje pomiędzy paratopami

przeciwciała a epitopami antygenu.

przeciwciała a epitopami antygenu.

•

To więcej niż suma powinowactw.

To więcej niż suma powinowactw.

•

Lepiej opisuje biologiczne systemy niż

Lepiej opisuje biologiczne systemy niż

powinowactwo.

powinowactwo.

•

Wypadkowa sił

Wypadkowa sił

wiązania jednej

wiązania jednej

determinanty

determinanty

antygenowej (epitopu)

antygenowej (epitopu)

z jedną

z jedną

antydeterminantą

antydeterminantą

( paratopem)

( paratopem)

przeciwciała.

przeciwciała.

Awidność (Avidity)

Awidność (Avidity)

Immunogenno

Immunogenno

ść

ść

:

:

zdolność do indukowania

zdolność do indukowania

humoralnej i / lub komórkowej

humoralnej i / lub komórkowej

odpowiedzi immunologicznej

odpowiedzi immunologicznej

Antygenowość ( swoisto

Antygenowość ( swoisto

ść

ść

):

):

Zdolność do swoistego

Zdolność do swoistego

łączenia si

łączenia si

ę antygenu

ę antygenu

z Ab i /

z Ab i /

lub powierzchniową Ig

lub powierzchniową Ig

lub

lub

TCR

TCR

na limfocycie

na limfocycie

.

Cechy antygenu

Rodzaje antygenów

Rodzaje antygenów

•

Autoantygeny

Autoantygeny

- antygeny danego

organizmu - nieimmunogenne dla tego
organizmu

•

Izoantygeny

Izoantygeny

- antygeny bliźniąt

jednojajowych i szczepów wsobnych
zwierząt laboratoryjnych -
nieimmunogenne

•

alloantygeny

alloantygeny

- pula antygenów w

obrębie gatuntu - immunogenne

•

ksenoantygeny

ksenoantygeny

- antygeny różnych

gatunków - immunogenne

Subpopulacje limfocytów

Subpopulacje limfocytów

Th

CTL
Tc

PC

T

B

LIMFOCYTY T

LIMFOCYTY T

LIMFOCYTY T

LIMFOCYTY T

LIMFOCYTY B

LIMFOCYTY B

LIMFOCYTY B

LIMFOCYTY B

CLP

Wspólna komórka

Wspólna komórka

limfoidalna prekursorowa

limfoidalna prekursorowa

KOMÓ RKI

KOMÓ RKI

PLAZMATYCZNE

PLAZMATYCZNE

produkują przeciwciała

produkują przeciwciała

KOMÓ RKI

KOMÓ RKI

PLAZMATYCZNE

PLAZMATYCZNE

produkują przeciwciała

produkują przeciwciała

LIMFOCYTY

LIMFOCYTY

CYTOTOKSYCZNE CD8

CYTOTOKSYCZNE CD8

zabijają komórki

zabijają komórki

nowotworowe i

nowotworowe i

zakażone wirusem

zakażone wirusem

LIMFOCYTY

LIMFOCYTY

POMOCNICZE CD4

POMOCNICZE CD4

aktywują limf.B i

aktywują limf.B i

makrofagi

makrofagi

LIMFOCYTY

LIMFOCYTY

POMOCNICZE CD4

POMOCNICZE CD4

aktywują limf.B i

aktywują limf.B i

makrofagi

makrofagi

Limfocyty Tc (CD8)

Swoiście rozpoznają i niszczą komórki zakażone

wirusem i komórki nowotworowe

Subpopulacje limfocytów

Subpopulacje limfocytów

Th

CTL

PC

T

B

LIMFOCYTY T

LIMFOCYTY T

LIMFOCYTY T

LIMFOCYTY T

LIMFOCYTY B

LIMFOCYTY B

LIMFOCYTY B

LIMFOCYTY B

CLP

Wspólna komórka

Wspólna komórka

limfoidalna prekursorowa

limfoidalna prekursorowa

KOMÓ RKI

KOMÓ RKI

PLAZMATYCZNE

PLAZMATYCZNE

produkują przeciwciała

produkują przeciwciała

KOMÓ RKI

KOMÓ RKI

PLAZMATYCZNE

PLAZMATYCZNE

produkują przeciwciała

produkują przeciwciała

LIMFOCYTY

LIMFOCYTY

CYTOTOKSYCZNE CD8

CYTOTOKSYCZNE CD8

zabijają komórki

zabijają komórki

nowotworowe i

nowotworowe i

zakażone wirusem

zakażone wirusem

LIMFOCYTY

LIMFOCYTY

POMOCNICZE CD4

POMOCNICZE CD4

aktywują limf.B i

aktywują limf.B i

makrofagi

makrofagi

LIMFOCYTY

LIMFOCYTY

POMOCNICZE CD4

POMOCNICZE CD4

aktywują limf.B i

aktywują limf.B i

makrofagi

makrofagi

Th

p

Th 1

Th 2

Podział limfocytów

pomocniczych Th (CD4)

IL-2
IFN

TNF

LT

IL-4
IL-5
IL-13
IL-10
(TGF)

Odpowiedź

Odpowiedź

komórkowa

komórkowa

Odpowiedź

Odpowiedź

humoralna

humoralna

Komórki NK

• Duże ziarniste limfocyty z markerem CD65
• nieswoiście rozpoznają antygeny ( poza

restrykcją MHC)

• rozpoznają zmienione własne -“altered

self”:

– Cząsteczki MHC kl I

• infekcje wirusowe
• patogeny wewnątrzkomórkowe

– powierzchniowe glikoproteidy

• Komórki nowotworowe

• Rozpoznają docelowe komórki opłaszczone

przeciwciałami

– receptor FcIII (CD16)

• Duże ziarniste limfocyty z markerem CD65
• nieswoiście rozpoznają antygeny ( poza

restrykcją MHC)

• rozpoznają zmienione własne -“altered

self”:

– Cząsteczki MHC kl I

• infekcje wirusowe
• patogeny wewnątrzkomórkowe

– powierzchniowe glikoproteidy

• Komórki nowotworowe

• Rozpoznają docelowe komórki opłaszczone

przeciwciałami

– receptor FcIII (CD16)

Makrofagi

Makrofagi

Limfocyty B

Limfocyty B

Komórki prezentujące

antygen

Kom.

Kom.

dendrytycz

dendrytycz

ne

ne

Pochłaniają,

przetwarzają do

peptydów i

prezentują

antygeny

limfocytom Th i
Tc w kontekście

własnego MHC II i

MHC I

Komórka dendrytyczna –

profesjonalna APC

Mononuklearne komórki

fagocytojące

Monocy

Monocy

t

t

Rodzaje

Rodzaje

Makrofag

Makrofag

ów

ów

Makrofag

Makrofag

limf.

Th

Makrofag

Cytokiny

Limfokiny

Cytokiny

Mechanizmy antybakteryjne

Funkcja przeciwnowotworowa

A

kt

yw

ac

ja

Pochłanianie
antygenów

Prezentacja
antygenów

Aktywowane
makrofagi

Centralna rola makrofagów w

odporności swoistej i

nieswoistej

• Biorą udział w odporności nieswoistej, prezentacji

antygenów i mają funkcje efektorowe.

Granulocyty

Granulocyty

obojętnochłon

obojętnochłon

ne

ne

(Neutrofile)

(Neutrofile)

60-70% leukocytów

Granulocyty

Granulocyty

kwasochłonne

kwasochłonne

(eozynofile)

(eozynofile)

2-4%
leukocytów

Granulocyt

Granulocyt

zasadochłon

zasadochłon

ny (bazofil)

ny (bazofil)

< 0,5%
leukocytów

Monocyty, makrofagi , oraz układ

granulocytów są ważnymi komórkami

odporności nieswoistej

• Biorą udział w mechanizmach:

– Chemotaksji, fagocytozy, wewnątrzkomórkowym

zabijaniu i trawieniu patogenów

Komórka tuczna

Komórka tuczna

(mastocyt)

(mastocyt)

Narządy limfatyczne

• Występują tylko u kręgowców.

– Typy:

• Centralne (pierwotne)

narządy limfatyczne

– szpik kostny i grasica – dojrzewanie
limfocytów T i B

– Nabywanie receptorów dla antygenów.
– Eliminacja limfocytów autoreaktywnych.

• Obwodowe (drugorzędowe)

narządy

limfatyczne – węzły chłonne, śledziona,

grudki chłonne - miejsca zasiedlone przez

dojrzałe limfocyty T i B.

– Funkcje:

» Wychwytywanie obcych antygenów.
» Miejsce odpowiedzi immunologicznej

Narządy limfatyczne