Seminarium 1

Definicje podstawowe.

Budowa narządów limfatycznych.

Budowa przeciwciał i receptorów limfocytów T

rozpoznających antygen.

www.ib.amwaw.edu.pl/imm
unology

Zalecana literatura



IMMUNOLOGIA

Red. Jakub Gołąb, Marek
Jakóbisiak, Witold Lasek,
Tomasz Stokłosa

Wydawnictwo Naukowe
PWN, Warszawa 2007
Wydanie piąte

Wykłady



10% pytań na kolokwium obejmuje
tematykę poruszaną na wykładach



wykłady odbywają się w CZWARTKI w
Sali im. prof. Olszewskiego na
Wydziale Farmacji w godzinach 8:30-
10:15 (z przerwą )

Seminaria



cykl składa się z 10 seminariów – z czego
jedno jest przeprowadzane w Zakładzie
Immunologii (wycieczka )



w ramach przedmiotu nie przewiduje się
ćwiczeń 

Referaty



osoby chętne mogą przygotować krótki
referat



nagrodą  jest podwyższenie oceny z

kolokwium o pół stopnia (pod warunkiem
że dana osoba zaliczyła kolokwium)

Nieobecności



dopuszczalne są dwie nieobecności w całym cyklu

seminariów



w przypadku nieobecności na trzech lub więcej

seminariach o zaliczeniu przedmiotu decyduje

pan prof. Jakóbisiak



w wyjątkowych wypadkach można odrobić dane

seminarium o ile asystent prowadzący wyrazi

zgodę

Kolokwium



przeprowadzane na ostatnich zajęciach



w formie testowej – 20 pytań (średnio po 2
pytania z każdego tematu)



do 10% pytań z tematyki poruszanej na
wykładach



zalicza 60% prawidłowych odpowiedzi

Zajęcia fakultatywne



dla kierunku biotechnologia



10 seminariów 1 - godzinnych – w br
akademickim odbywały się we wtorki
14:30 - 16:15 (Wydział Farmacji ul.
Banacha 1, sala wykładowa im. Prof.
Kostkowskiego)

Plan seminarium



definicje podstawowe



budowa narządów limfatycznych



budowa przeciwciał



budowa i funkcje receptora limfocytów T
rozpoznającego antygen (TCR)

Po co mi ta

immunologia?

kilka słów tytułem wstępu…

Pierwsze obserwacje
immunologiczne?



Pierwszą obserwację
immunologiczną
zawdzięczamy historykowi
greckiemu, Tucydydesowi,
który

zauważył, że podczas

epidemii w Atenach w 430 r.
p.n.e.

nieznanej nam

choroby

bezpiecznie

opiekować się chorymi mogli
tylko ci, którzy przeżyli
poprzednią epidemię

.

Pierwsze szczepienia



Pierwsze próby prewencji

chorób pojawiły się ok.

XV w.

w Chinach i Turcji

. Były to

próby szczepienia za pomocą

wysuszonych krost ospy

prawdziwej inhalowanych

przez nos lub wkładanych do

małych nacięć w skórze (tzw.

wariolacja).



W

1718 Lady Mary Wortley

Montagu

(żona ambasadora

Anglii w Konstantynopolu)

zaszczepiła w ten sposób

swoje dzieci i próbowała

upowszechnić tę metodę

prewencji ospy.

Edward Jenner



Technikę wariolacji ulepszył

Edward Jenner w 1798

szczepiąc zawartością krost w

ospie krowiej (krowiance)

zastępując bardziej groźny

materiał z krost w ospie

prawdziwej



skuteczność takiego

szczepienia była możliwa

dzięki reakcji krzyżowej na

antygeny wirusów ospy

krowiej i ospy prawdziwej

Ludwik Pasteur



Ludwik Pasteur przez
wielokrotne pasażowanie
stworzył atenuowany szczep

cholery

, który mógł być używany

do szczepienia.



Odkrycie to otworzyło drogę dla
wielu następnych badań
Pasteura nad szczepionkami (w
tym nad szczepionką przeciwko

wąglikowi i wściekliźnie

).



Pierwsza szczepionka została
podana człowiekowi w

1881

(chłopiec pogryziony przez
wściekłego psa).

Czy nasz organizm jest
jałowy?

Czy człowiek może żyć bez
otaczających go
mikroorganizmów?

Czy człowiek może żyć bez
otaczających go
mikroorganizmów?



Narządy zwierząt hodowanych bez
dostępu mikroorganizmów (germ-free) są
mniejsze w porównaniu z narządami
zwierząt hodowanych w normalnych
warunkach

„A study on heart weight and electrocardiogram of germfree, ex-germfree and
conventional ICR mice”, Shinoda M et al. 1981
„Growth rate of male germfree Wistar rats fed ad libitum or restricted natural
ingredient diet.” , Snyder DL et al. 1987

Czy człowiek może żyć bez
otaczających go
mikroorganizmów?



Flora bakteryjna jest niezbędna do rozwoju
i prawidłowego działania układu
odpornościowego

„An immunomodulatory molecule of symbiotic bacteria
directs maturation of the host immune system.” Mazmanian
SK et al. Cell. 2005 Jul 15;122(1):107-18

Czy człowiek może żyć bez
otaczających go
mikroorganizmów?



Flora bakteryjna jest niezbędna do rozwoju
i prawidłowego działania populacji
limfocytów regulatorowych

„Impaired regulatory T cell function in germ-free mice”,
Östman S. et al., European Journal of Immunology Vol36,9:
2336 - 2346

Czy człowiek może żyć bez
otaczających go
mikroorganizmów?



Komensalna flora jelitowa jest niezbędna
do prawidłowego rozwoju i funkcjonowania
przewodu pokarmowego

„Commensal bacteria in the gut: learning who our friends
are.” Yan F, Polk DB, Curr Opin Gastroenterol. 2004
Nov;20(6):565-71

Definicje

podstawowe

antygen, epitop, hapten,

superantygen, adiuwant

Antygen



antygen (gr. ἀντί anti - przeciw, γένος
genos - ród, rodzaj; przytaczane także ang.
antigen = antibody generator, generator
przeciwciał)



może być nim każda substancja, która
wykazuje dwie cechy:



immunogenność



antygenowość

Cechy antygenu



antygenowość, czyli zdolność do swoistego
reagowania z produktami odpowiedzi
immunologicznej (przeciwciałem lub receptorem
limfocytu immunologicznie czynnego)



immunogenność, czyli zdolność do wywołania
przeciw sobie odpowiedzi immunologicznej w
ustroju w postaci stymulowania wytwarzania
przeciwciał (Ab) - immunoglobulin (Ig) i/lub
aktywacji limfocytów

Antygen wykazujący tylko
antygenowość nazywamy
haptenem.

nośnik

białkowy

pełny

antygen

hapten

+

Epitopy



epitop = determinanta antygenowa



fragmenty antygenu, które mogą być związane
przez

przeciwciała lub receptory limfocytów

T wiążące antygen (TCR)

.



na jednej cząsteczce antygenu może znajdować
się wiele determinant antygenowych

Podział antygenów



ze względu na ilość epitopów:



jeżeli jeden antygen ma wiele różnych
epitopów – nazywany jest antygenem

wielowartościowym

lub

poliwalentnym



jeżeli antygen ma jeden epitop – nazywany jest
antygenem

monowalentnym

(monowartościowym)

Podział
antygenów



Autoantygeny – antygeny własnego organizmu,

normalnie nieimmunogenne



Izoantygeny – antygeny pochodzące od

osobników genetycznie jednorodnych, normalnie

nieimmunogenne



Alloantygeny – antygenypochodzące od różnych

osobnikówtego samego gatunku, wysoce

immunogenne



Kseno-, Heteroantygeny – antygeny

pochodzące od osobników różnych gatunków,

wysoce immunogenne

Różnice w immunogenności
antygenów



antygeny różnią się między sobą
immunogennością  niektóre mają

większą „łatwość” aktywacji układu
immunologicznego, a inne mniejszą



zależy to od wielu czynników, m.in.:

Adiuwant

to substancja

wzmagająca immunogenność
antygenów

np. emulsje

zawierające Mycobacterium

Superantygeny



rodzaj toksyn (gł. pochodzenia

bakteryjnego) wywołujących

poliklonalną, niespecyficzną

aktywację limfocytów T



jeden superantygen może aktywować

nawet 1/5 limfocytów T ustroju !!!



w wyniku masywnej aktywacji układu odpornościowego

dochodzi do uogólnionego procesu zapalnego w ustroju z

takimi objawami jak:



gorączka



nadprodukcja śluzu



biegunka i wymioty



wstrząs septyczny prowadzący do zgonu

Budowa układu

limfatycznego

Narządy
limfatyczne

Centralne

Obwodowe

•

grudki

limfatyczne

•

samotne

•

skupione

•

migdałki

•

wyrostek

robaczkowy

•

węzły chłonne

•

śledziona

•

grasica

•

szpik

kostny

•

kaletka

Fabrycjusza

(ptaki)

Narządy
limfatyczne

Centralne

Obwodowe

•

powstawanie

limfocytów

•

czynnościowe

dojrzewanie

limfocytów

•prezentacja
antygenu komórkom
efektorowym

•aktywacja
limfocytów przez
antygeny

Grasica



Zbudowana z dwóch

płatów

podzielonych na

płaciki



Zrąb

grasicy tworzą:



Torebka



Przegrody łącznotkankowe



Komórki z długimi wypustkami (makrofagi, fibroblasty,
komórki nabłonkowe, dendrytyczne)



Zrąb zawiera liczne cząsteczki HLA

Funkcja grasicy



wydzielanie tzw.

hormonów grasicy

:

tymozyna, grasiczy czynnik humoralny,
tymopoetyna, tymulina



wydzielanie

cytokin i czynników wzrostu



dojrzewanie limfocytów T

Zaspół DiGeorge’a

Delecja genów w zespole DiGeorge’a uwidoczniona metodą fluorescencyjnej hybrydyzacji in

situ (FISH)

Przyczyna: Delecja 22q11.2

Zaspół DiGeorge’a



Niedorozwój przytarczyc – zaburzenia
gospodarki wapniowo-fosforanowej (w tym
objawy tężyczki)



Wady serca i aorty



Niedorozwój grasicy

Zaspół DiGeorge’a



Cechy dysmorfii

twarzy:



Niedorozwój żuchwy



Hiperteloryzm



Nisko osadzone,

odstające uszy



Bruzdowany płatek

małżowiny usznej



Antymongoidalne

ustawienie szpar

powiekowych

Bariera krew-grasica



Bariera ta ma na celu

utrudnienie

kontaktu obcych antygenów

, np. z

krwi, z dojrzewającymi w korze płacików
limfocytami T



Naczynia włosowate w korze grasicy otoczone
są

przestrzenią okołonaczyniową

oraz

otoczką

zbudowaną z komórek nabłonkowych.



W przestrzeni otaczającej naczynia włosowate
mogą znajdować się

makrofagi

.

Komórki charakterystyczne dla
grasicy



Tymocyty

– limfocyty grasicze



Komórki opiekuńcze

(nursing cells) –

komórki nabłonkowe warstwy korowej
otaczające wypustkami do kilkuset
tymocytów



Komórki z ciałami barwliwymi

(tingible

bodies macrophages) – makrofagi
fagocytujące tymocyty

Skąd się biorą tymocyty w
grasicy?

tymocyty

Limfocyty T

N

a

rz

ą

d

y

k

rw

io

tw

ó

rc

ze

Komórki
prekursorowe

pęcherzyk

żółtkowy

wspólne komórki progenitorowe
limfopoezy

komórki prekursorowe limfocytów T

Proces migracji rozpoczyna się już w 7-8

tygodniu ciąży

Po urodzeniu do grasicy dociera dziennie

10-100 komórek prekursorowych

W ciągu 2 tygodni życia w grasicy

przechodzą one około 20 podziałów

komórkowych z czego wynika, że z

każdego prekursora może powstać

ponad 500 tys. komórek

Inwolucja grasicy



Grasica ulega zanikowi już od 1 roku życia, a proces ten
ulega przyspieszeniu w okresie pokwitania



Ocenia się że całkowity zanik narządu nastąpiłby w wieku
ok. 110-120 lat 

Grasica płodu

Grasica osoby dorosłej

Szpik - funkcje



Powstawanie komórek krwi:



Erytrocytów



Granulocytów



Płytek krwi



Centralny narząd limfatyczny gdzie
powstają

limfocyty B



Produkcja

przeciwciał

przez komórki

plazmatyczne

Grudki limfatyczne

Grudki

limfatyczne

nieotorbione

•Śledziona

•Węzły chłonne

•Migdałki

•Kępki Peyera

•Wyrostek robaczkowy

•Drogi oddechowe

•Układ moczowo-płciowy

•Układ oddechowy

otorbione

Ośrodki rozmnażania



owalne przejaśnienie w
środku grudki, ośrodek
lub centrum
rozmnażania, kontrastuje
z ciemno barwiącym się
obwodem grudki, zwanym
płaszczem grudki lub
pasem zagęszczania



pojawiają się w kilka dni po
stymulacji antygenem



przy braku dalszego
napływu antygenu zanikają
po około trzech tygodniach

Węzeł chłonny



Funkcja węzłów:



„

filtracja limfy

” i

zatrzymywanie
antygenów,
drobnoustrojów,
komórek
nowotworowych i
drobnych cząstek
stałych



aktywacja
limfocytów T i B

Powiększenie węzłów
chłonnych



Grudki limfatyczne pojawiają się i

stopniowo zanikają. Pojawienie się ich

zależy od dotarcia do węzła antygenów,

które przedostają się najczęściej drogą

naczyń doprowadzających.



Węzeł limfatyczny, który bierze udział w

odpowiedzi immunologicznej i w

którym pojawiają się liczne grudki

limfatyczne ulega znacznemu

powiększeniu



Jeżeli do danego węzła spływa limfa z

obszaru, na którym rozwija się nowotwór

złośliwy, to powiększenie danego węzła

może być również wynikiem proliferacji

(wewnątrz węzła) komórek

nowotworowych, które do węzła dotarły

drogą limfy (przerzuty nowotworowe do

węzłów limfatycznych)

Śledziona



największy narząd limfatyczny



miąższ śledziony (miazga) jest kruchy i śledziona łatwo

pęka przy urazach lewej strony jamy brzuszne



na przekroju świeżo pobranej śledziony wyróżnia się

jasnoszare wysepki otoczone obszarami zabarwionymi na

czerwono (duża zawartość erytrocytów). Na podstawie

takiego wyglądu miąższ podzielono na miazgę białą i

miazgę czerwoną

miazga
biała

miazga
czerwona

Grudki chłonne
Pochewki tętniczek (gł. limfocyty T)

strefa
przejściowa

Limfocyty, erytrocyty, makrofagi,
komórki dendrytyczne

Zatoki brzeżne
Miazga czerwona właściwa
Wszystkie komórki krwi, w tym

bardzo liczne makrofagi

Unaczynienie śledziony



śledziona

nie posiada naczyń

limfatycznych doprowadzających

,

a jedynie nieliczne naczynia

odprowadzające



jest bogato ukrwiona (tzw. narząd

krwiolimfatyczny)



tętniczki brzeżne posiadają

pochewki

złożone głównie z

limfocytów T



śródbłonek

zatok

śledziony

złożony jest z

charakterystycznych komórek

„pręcikowych”, które niezbyt

ściśle do siebie przylegają

Rola śledziony



Do najważniejszych czynności śledziony u
człowieka należy:



proliferacja

limfocytów i monocytów

przez całe życie, a

w życiu płodowym wszystkich elementów
morfotycznych krwi



udział w odpowiedzi immunologicznej (gł. humoralnej),
szczególnie przeciwbakteryjnej



fagocytoza i

niszczenie zużytych erytrocytów

, krwinek

białych i trombocytów



fagocytoza bakterii i komórek nowotworowych



współudział w wytwarzaniu bilirubiny

Rola śledziony



„

filtr krwi

”



„

magazyn krwi

”

„wyłapywanie” antygenów,

bakterii, komórek

nowotworowych, zużytych

erytrocytów i innych krwinek

w przypadku zwiększonego

zapotrzebowania śledziona

obkurcza się „wyrzucając” na

obwód elementy morfotyczne

krwi zmagazynowane w

zatokach

Splenektomia



wykonywana po uszkodzeniu śledziony lub w
przypadku chorób hematologicznych (np.
samoistna małopłytkowość) i nadciśnienia wrotnego



znacznie zwiększone ryzyko posocznicy (gł. z
bakterii otoczkowych) a także zwiększone ryzyko
infekcji bakteryjnych



zakaz szczepienia przy użyciu szczepionek
zawierających żywe drobnoustroje

Czym różnią się między sobą
grudki chłonne?

Grudki

chłonne

nieotorbione

Węzły

chłonne

Śledziona

Antygeny z błon śluzowych,

płynów tkankowych

Antygeny z chłonki (limfy)

Antygeny z krwi

leukocyty

wartość referencyjna

ogółem

4,4-11,3 tysięcy/μl

limfocyty

25-40%

granulocyty

neutrofile

50-70%

bazofile

0-1%

eozynofile

2-4%

monocyty

3-8%

Monocyty



największe komórki krwi obwodowej



prekursory komórek układu makrofagów



właściwości



fagocytoza (!!!)



uwalnianie leukotrienów



wydzielanie cytokin

Neutrofile
(granulocyty obojętnochłonne)



50-75% wszystkich leukocytów, a ponad 90%

wszystkich granulocytów



mają segmentowane jądro oraz liczne ziarnistości

zawierające m.in. substancje bakteriobójcze,

białka wiążące żelazo i liczne enzymy



Właściwości i funkcje:



fagocytoza



zdolność ruchu



wydzielanie i uwalnianie substancji bakteriobójczych i

mediatorów stanu zapalnego



są jednym ze składników ropy



czas życia: tylko 1-2 dni (w naczyniu około 8-12

godzin)

Eozynofile
(granulocyty kwasochłonne)



stanowią 2-4% wszystkich leukocytów



maja liczne ziarnistości w cytoplazmie (lizosomy)

zawierające enzymy hydrolityczne



wybarwiają się barwnikami kwaśnymi (stąd

nazwa)



Funkcje i właściwości



fagocytoza (szczególnie kompleksów antygen –

przeciwciało)



odpowiedź przeciwpasożytnicza



rola w patogenezie chorób alergicznych (gł. astmy)



zdolność ruchu pełzakowatego



funkcje wydzielnicze (cytokiny, enzymy, leukotrieny i

lipoksyny)

Bazofile
(granulocyty
zasadochłonne)



1% wszystkich leukocytów



przypominają komórki tuczne



zasadochłonne ziarna w cytoplazmie zawierające histaminę,

heparynę, enzymy proteolityczne



mogą uwalniać z błon cytoplazmatycznych pochodne kwasu

arachidonowego (leukotrieny i prostaglandyny)



na powierzchni mają receptory dla IgE



Funkcje



niewielka zdolność do fagocytozy



wydzielanie substancji przeciwbakteryjnych



przeciwdziałanie krzepnięcia krwi (histamina, leukotrieny)



udział w procesach alergicznych i zapalnych (histamina)

Limfocyty



Stanowią ok. 25 – 40% leukocytów



Należą do elementów odporności swoistej
organizmu (wyjątek stanowią limfocyty NK
– natural killers)



Różna zdolność ruchu



Do krwi dostają się w postaci mało
aktywnej; aktywuje je kontakt z
antygenem

limfocyty

T

pomocnicze

cytotoksyczne

B

regulatorowe

NK

Limfocyty NK



Zdolne do rozpoznawania nieprawidłowych komórek
organizmu (zakażenie wirusowe, transformacja
nowotworowa) na podstawie zmian gęstości
cząsteczek MHC I



Wykazują spontaniczną cytotoksyczność w stosunku
do tych komórek



Są elementem odpowiedzi nieswoistej

Limfocyty T pomocnicze
(Th)



wspomagają odpowiedź typu humoralnego
i komórkowego zarówno poprzez
bezpośredni kontakt i wydzielane cytokiny



dzielą się na:



Th1

– stymulujące głównie odpowiedź

komórkową



Th2

– stymulujące odpowiedź humoralną

Limfocyty T cytotoksyczne
(Tc)



mają zdolność bezpośredniego działania
cytotoksycznego na komórki (zabijania) poprzez:



indukcję apoptozy (programowanej śmierci komórki)



uwalnianie substancji toksycznych (perforyny,
granulizyny, granzymy)



są elementem odpowiedzi komórkowej
(przeciwwirusowej, przeciwpasożytniczej,
przeciwnowotworowej)



w ich aktywacji biorą udział limfocyty

Th1

Limfocyty B



są głównym elementem odpowiedzi humoralnej



aktywowane przez limfocyty

Th2



po aktywacji wędrują one do szpiku kostnego by

zamienić się w

plazmocyt



ich główną funkcją jest produkcja

przeciwciał

Budowa przeciwciał

Nagrody Nobla za badania nad
przeciwciałami

Susumu Tonegawa

„za odkrycie
genetycznych zasad
zmienności i
różnorodności
przeciwciał”

Gerald M.

Edelman

Rodney R.

Porter

„za odkrycie chemicznej
struktury przeciwciał”

1972

1987

Budowa przeciwciał

ła

ńc

uc

h

ci

ęż

ki

ła

ńc

uc

h

le

kk

i

Fab

Fc

region

zmienny

region

stały

miejsca

wiązania

antygenu

idiotop – markery części

zmiennych pozwalające

na wyróżnienie idiotypu

przeciwciała-

determinanty znajdujace

się na fragmencie Fab

(miejscu wiążącym

antygen)

paratop – fragment

wiążący epitop antygenu

epitop – fragment

antygenu rozpoznawany

przez przeciwciało

IZOTYPY przeciwciał: IgG..