Wstęp do Immunologii

i alergologii

Dr Barbara Szkudlińska

Układ

Immunologiczny

Układ

Immunologiczny

•

Zadaniem

układu immunologicznego

(odpornościowego) jest organizowanie i kierowanie

obroną organizmu przed agresją różnych

infekcyjnych i nieinfekcyjnych czynników, na których

działanie jest on stale narażony.

•

W skład

układu immunologicznego

wchodzą

narządy i komórki układu, oraz naczynia

limfatyczne .

•

Układ

immunologiczny

zabezpiecza stan

odporności organizmu

Odporność

•

Odpornością nazywamy stan organizmu

uwarunkowany całokształtem procesów

skierowanych na przywrócenie

integralności środowiska wewnętrznego -

homeostazy organizmu - naruszonej przez

substancje antygenowe pochodzenia

egzogennego

( bakterie, wirusy,

grzyby, alergeny, białka, hapteny) lub

endogennego

( komórki nowotworowe,

własne - zmienione antygeny komórkowe)

Swoista

odpowiedź

immunologi

czna

Humoralna

Komórkowa

Przy

niedostatec

znej

obronie

Fagocytoza

Komorki NK

Zapalenie

Gorączka

Skóra

Poziomy obrony przed

infekcjami

Nieswoiste

mechanizmy

osobnicze

pokonaniu

barier:

Błony

śluzowe

BARIERY

SIEĆ CYTOKINOWA -

fragment

Cytokiny



Tworzą zewnątrzkomórkową sieć

informacyjną , poprzez którą

kontrolują

każdą funkcję układu immunologicznego

wpływają

na funkcjonowanie

wszystkich innych układów.



Niska masa cząsteczkowa (5-30 kDa)



zidentyfikowane ponad 200



Działają jako molekularne nośniki

informacji



Na komórkach znajdują się swoiste

receptory dla cytokin

Bakterie, grzyby, wirusy. parazyty

GRZYBY
-Epidermophyton
floccosum

WIRUSY- Polio

BAKTERIE
-Clostridium
difficile

PARAZYTY -
Tasiemiec

Antygeny

•

Antygn–

•

substancja zdolna do

pobudzenia

odpowiedzi immunologicznej i

swoistego łączenia się z

komponentami odpowiedzi

immunologicznej

Immunogenno

ść

zdolno

ść

do indukowania

humoralnej i / lub komórkowej

odpowiedzi immunologicznej

Antygenow

ość

( swoisto

ść

Zdolno

ść

do swoistego

czenia si

z Ab i / lub

powierzchniow

Ig /TCR

limfocycie

Główne cechy antygenu

- Komórki układu immunologicznego
nie rozpoznają i nie łączą się z całą
makromolekułą czy komórką
immunogenu. Limfocyty rozpoznają
określone miejsca makromolekuły
immunogenu nazywane

epitopami

lub

determinantami

antygenowymi

Determinanty
antygenowe

Epitopy -determinanty

antygenowe

•

Przeciwciało rozpoznaje i reaguje z determinantą

antygenową (epitopem)

Figure 17.3

LE 24-6

Przeciwciało A

Miejsca wiązania
antygenu

Makromolekuła

antygenu

Determinanty

antygenowe

Przeciwciało B

Odporność

•

kręgowców

są dwa typy odporności:

– Odporność nieswoista

– obecna od

obecna od

urodzenia

– Odporność swoista

– re

zultat

kontaktów z patogenami ( infekcje /

szczepionki)



Filogenetycznie starsza



Uwarunkowana genetycznie



Wszystkie mechanizmy są w pełni

wykształcone od chwili narodzin.



gatunkowo-swoista



antygenowo nieswoista



brak pamięci immunologicznej

Odporność

nieswoista

Bariery anatomiczne

1. Bariery anatomiczne: skóra, błony śluzowe

Odporność

nieswoista

Odporność

nieswoista

komórki nabłonkowe

urzęsione i komórki

produkujące śluz w

układzie oddechowym

Zniszczony nabłonek dróg
oddechowych u palacza
tytoniu Zniszczone rzęski,
nagromadzenie śluzu i
bakterii

Odporność nieswoista

Mechanizmy komórkowe

•

Chemotaksja,

•

Fagocytoza /endocytoza,

•

wewnątrzkomórkowe zabijanie i trawienie( killing),

•

cytotoksyczność komórek NK

Neutrofil

EozynofilBazofil Monocyt

Limfocyt
NK

Zapalenie

W zmianach ropnych

Akumulacja

: -

– Martwych fagocytów
– Uszkodzonych(straw

ionych) bakterii

– Uszkodzonych

martwych komórek.

Odporność nieswoista

Bariery fizjologiczne:

temperatura,

pH, mediatory

chemiczne

echanizmy humoralne

cytokiny, dopełniacz

IFN-
alpha

IFN-beta

defensyny

Działanie

Interferon

ów





Terapeutyczne

zastosowanie

interferonów



Antywirusowe

 interferon-alfa jest stosowany w niektórych

przypadkach ostrego i przewlekłego wirusowego

zapalenia wątroby typu C i przewlekłego typu B.



Aktywujące makrofagi

 interferon-gamma stosowany w przypadkach

toksoplazmozy, lejszmaniozy i trądu



Przeciwnowotworowe

 może być stosowany np. w melanoma, mięsaku

Kaposiego , białaczka włochato - komórkowa



W stwardnieniu rozsianym

 interferon-beta



W przewlwkłej chorobie ziarniniakowej

 interferon -gamma

Pacjent z niedoborami

interferonu

Przed

Po terapii interferonowej

Układ dopełniacza

Figure 16.10

1. Droga klasyczna

: inicjowana przez

kompleks immunologiczny antygenu z

przeciwciałem klasy IgG lub IgM

przeciwciałem klasy IgG lub IgM .

2. Droga alternatywna

: Inicjowana przez

bezpośrednią interakcję dopełniacza z

bakteryjnymi i grzybiczymi

polisacharydami

3. Droga lektynowa

: inicjowana przez

lektyny przyłączone do powierzchni

bakteryjnych

Drogi aktywacji dopełniacza

Choroby związane z

zaburzeniami dopełniacza

SLE

Choroby

autoimmunologiczne

Zapalenie kłębuszków
nerkowych

Chemofilus
purpura

Nawracające infekcje

Streptococcus
pneumoniae

Neisseria
meningitidis

Haemophilus
influenzae

Ciągłość odpowiedzi swoistej i
nieswoistej



Swoista - zależna od bod

antygenowego



Wymaga rearanżacji genów do

generowania

swoistych

receptorów dla

antygenów.



Cechuje się pamięcią

immunologiczną



Nabywana i rozwijana w trakcie

życia

osobniczego



cechuje się

recyzj

rozró

niania

własnych

obcych

antygenów



Odpowiedzialne za nią są limfocyty

T i B



Swoista - zależna od bod

antygenowego



Wymaga rearanżacji genów do

generowania

swoistych

receptorów dla

antygenów.



Cechuje się pamięcią

immunologiczną



Nabywana i rozwijana w trakcie

życia

osobniczego



cechuje się

recyzj

rozró

niania

własnych

obcych

antygenów



Odpowiedzialne za nią są limfocyty

T i B

Odporność swoista

(nabyta)

Odporność swoista

(nabyta)

•

Dzielimy ją na :

– Odpowiedź swoistą humoralną w której

główną rolę odgrywają mechanizmy
efektorowe za które są odpowiedzialne

limfocyty B

– Odpowiedź swoistą komórkową – za którą

są odpowiedzialne mechanizmy efektorowe
będące pod kontrolą

limfocytów T

Grasica

Szpik
kostny

Teoria selekcji klonalnej

•

Każdy limfocyt B zawiera komplet

informacji genetycznych

niezbędnych do produkcji

wszystkich możliwych przeciwciał.

(przeciwko wszystkim możliwym

antygenom)

•

Każdy limfocyt B produkuje tylko

jeden

typ przeciwciał.

Pojedyncza komórka

progenitorowa daje początek

wielu limfocytom o różnej

swoistości

Potencjalnie autoreaktywne

komórki usuwane są poprzez

delecję klonalną

Własne
antygeny

Szpik kostny –

limfocyty B

Grasica – limfocyty

Pula dojrzałych dziewiczych
limfocytów

Obcy
antygen

Proliferacja i różnicowanie

zaktywowanych limfocytów do

klonów komórek efektorowych

Komórki efektorowe
eliminują antygen

Antygen
związany
przez dojrzałe
naiwne
limfocyty T i
B aktywuje je

ekspansj
a
klonalna

Obwodo
we
narządy

Selekcja klonalna i ekspansja klonalna

Przeciwciała -

immunoglobuliny

•

Pełnią funkcję

efektorową

swoistej odpowiedzi

immunologicznej

typu humoralnego.

•

Są glikoproteinami.

•

Wytwarzane są po

stymulacji

antygenowej przez

limfocyty B i

komórki

plazmatyczne.

Wiązanie antygenu z

przeciwciałem

. z

ła

ńc

Ła

ńc

ęż

ęś

ć z

Antygen 1

Antygen 3

n 2

Większość
mikroorganizmów
posiada wiele
epitopów
antygenowych na
swej powierzhni…….

…stymulują one wiele
limfocytów……..

…doprowadza to do
produkcji wielu różnych
przeciwciał.

Są to przeciwciała
poliklonalne

http://www.cat.cc.md.us/courses/bio141/lecguide/unit3/humoral/abydefense/opsonization/opsonization.html

The prevention of bacterial

and viral adhesion

Odporność

swoista- nabyta

Na
drodze
naturalne
j

Na drodze
sztucznej

Czynna

Choroba
lub
kontakt z
patogene
m

Bierna

Przekazani
e Ab przez
łożysko i z
siarą

Czynna

Szczepio
nki
atenuow
ane i
inne

Bierna

Podanie
preparató
w
immunog
lobulinow
ych

Swoista odpowiedź immunologiczna pierwotna i

wtórna

Odpowiedź

pierwotna

Odpowiedź

wtórna

Pierwsz
a
infekcja

Druga
infekcja

Odpowiedź pierwotna

Odpowiedź wtórna

Faza Lag po
immunizacji
Szczyt
odpowiedzi.
Izotyp
przeciwciał.
powinowactw
o przeciwciał

Zwykle 5 – 10dni

Zwykle 1 – 3 dni

Niski

Wysoki

Zwykle IgM→IgG

Wysoki poziom IgG i zmiana
klas na IgE, IgA

Niskie powinowactwo

Wysokie powinowactwo

Miano

przeciwci

ał

ZASADA

SZCZEPIEŃ

Wytwarzanie

komórek

pamięci

Zaszczepie
nie

Zakażenie

Odpowie

dź

pierwot

Odpowie

dź

wtórna

Ich nazwa wiąże się z faktem że są

głównymi

czynnikami określającymi czy

lub nie, osoby są

zgodne tkankowo

Już bardzo mała różnica w cząsteczkach

MHC między osobami daje odpowiedź

odrzucenia przeszczepianej tkanki

Jest kilka typów cząsteczek MHC a ich

geny są kodowane na krótszym ramieniu

chromosomu 6.

( kodowane w obrębie genetycznego

kompleksu).

Antygeny zgodności

tkankowej - MHC

Lokalizacja antygenów MHC

MHC KLASY I – Są zlokalizowane
prawie na wszystkich

komórkach

Są rozpoznawane przez limfocytyT CD8+
(cytotoksyczne)

MHC KLASY II – Jedynie na wyspecjalizowanych

APC (kom. dendrytyczne,

makrofagi

, limfocyty B)

Są rozpoznawane przez limfocytyT CD4+ (pomocnicze)

Lokalizacja antygenów MHC

Aktywacja komórek powoduje wzrost poziomu ekspresji MHC
Wzór ekspresji odzwierciedla funkcję molekuł:
Klasa I wzrasta w anty – wirusowej odpowiedzi immunologicznej.
Klasa II wzrasta przy aktywacji różnych komórek układu
immunologicznego.

Tkanka

MHC klasy I

MHC klasy II

Limfocyty T

+++

+/-
Limfocyty B

+++

Makrofagi

+++

Inne APC

+++

Komórki nabłonkowe
grasicy

+++
Neutrofile

+++

Hepatocyty

-
Nerki

Mózg

Erytrocyty

Budowa antygenów MHC

α
1

α
2
α
3

β - 2

mikroglobuli

α
2

α
1

β - 1

β - 2

MHC klasy

peptyd

MHC klasy

II +

peptyd

MHC klasy I wiąże

peptydy

8-10 aminokwasowe

Wiązane są końce

peptydu

MHC klasy II wiąże

peptydy 12-20 aminokwasowe

Wiązany jest środek peptydu

Główną rolą cząsteczek HLA jest

prezentowanie antygenów

limfocytom T

•

Peptydy endogenne ( własnych

białek i wirusowe oraz

nowotworowe) - prezentowane przez

MHC kl I są rozpoznawane przez

limfocyty T cytotoksyczne - CD8.

•

Peptydy egzogenne (bakteryjne,

pssożytnicze, grzybicze)

prezentowane przez MHC kl II są

rozpoznawane przez

limfocyty T

pomocnicze - CD4.

AP
C

Antyge
n

Limfocyt

Ochron
a

Patolog
ia

Nieprawidłowe

odpowiedzi

układu

immunologicz

nego

Środowisko

•

Chemikalia

– dioxyny
– pestycydy
– rozpuszczalniki

•

Światło słoneczne

•

Leki

•

Wirusy

•

Bakterie

•

Pokarm

Ekspozycja na wiele czynników

środowiska może aktywować układ

immunologiczny niektórych ludzi

Nadwrażliwość

•

Nadwrażliwość oznacza

obiektywnie powtarzalne

objawy, wywoływane przez

ekspozycję na określony

bodziec, obecny w dawce

tolerowanej przez zdrowe

osoby.

Zmodyfikowana terminologia alergologiczna

Stanowisko Europejskiej Akademii Alergologii i

Immunologii Klinicznej (EAACI) 2002r

Atopia

•

Atopia jest osobniczą lub rodzinną

predyspozycją

do produkowania

przeciwciał klasy IgE w

odpowiedzi na niskie dawki

alergenow, zwykle białek , oraz do

rozwoju typowych objawów takich

jak astma, nieżyt nosa i spojówek

lub wyprysk/zapalenie skóry.

Zmodyfikowana terminologia alergologiczna

Stanowisko Europejskiej Akademii Alergologii i

Immunologii Klinicznej (EAACI) 2002r

Alergia i alergeny

•

Alergia jest reakcją nadwrażliwości

zapoczatkowaną przez

mechanizmy immunologiczne.

– Alergia IgE zależna
– Alergia IgE niezależna

•

Alergeny: antygeny wywołujące

nadwrażliwość w której

pośredniczą mechanizmy

immunologiczne

Zmodyfikowana terminologia alergologiczna

Stanowisko Europejskiej Akademii Alergologii i

Immunologii Klinicznej (EAACI) 2002r

ALERGENY

•

Alergeny:

antygeny

wywołujące

nadwrażliwość w

której

pośredniczą

mechanizmy

immunologiczne

Alergeny pokarmowe

Użądlenia owadów

Osy, pszczoły, szerszenie

hapteny i leki

penicyli

ny,

aspiryna

morfina,

petydyna

lateks

Aeroalergeny

©Dennis

Kunkel Microscopy, Inc.,

Alergeny sierść zwierząt

Predyspozycja do alergii

może być związana z:

•

Czynnikami genetycznymi

•

Zwiększoną ekspozycją na

aeroalergeny i skażone drażniącymi

substancjami powietrze ( smog,

spaliny, dym papierosowy)

•

pożywieniem

•

zmianą stylu życia

•

stresem

•

Częstymi infekcjami

Genetyka i rozwój alergii

•

Ryzyko rozwoju alergii:

– Żadne z rodziców nie jest alergikiem - 10%

ryzyko

– Jedno z rodziców jest alergikiem - 40-50%

ryzyko

– Oboje rodzice są alergikami - 70-80% ryzyko

•

U dzieci z objawami jednego rodzaju

alergii

(

katar sienny, astma, lub egzema)

krotnie wzrasta ryzyko rozwoju

pozostałych rodzajów.

alergen

Antygen powierzchni
komórki

Działanie
cytotoksyczne

Liza
mediowana
dopełniaczem

Degranulacja mastocyta
i uwolnienie
mediatorów

Mediatory
zapalenia

Cytokiny

Aktywowany
makrofag

Odkładanie

kompleksów

Immunolog.

Tkanka

Naczynie
krwionośne

Błona
podstawn
a

Nadwrażliwośc typu I

(Anafilaktyczna)

Figure 19.3

Typ

I nadwrażliwości

Anima

cja

Produkcja IgE w odpowiedzi na alergen

Typ

I nadwrażliwości

: Anima

cja

Alergen reaguje z IgE na powierzchni

mastocyta co doprowadza do uwolnienia

prozapalnych mediatorów

Astma

Alergiczny nieżyt nosa

Reakcja anafilaktyczna

na ukąszenie

Nadwrażliwość typu

drugiego -

cytotoksycznego

•

Przeciwciała:

IgG i IgM

•

Antygeny endogenne

– Własne antygeny komórkowe i

tkankowe

•

Antygeny egzogenne

– leki i hapteny które po podaniu

wiążą się z komórkami lub
tkankami

Typ II nadwrażliwości -

cytotoksyczny

Uszkodzenie komórek w II typie

nadwrażliwości – mechanizm ADCC

Uszkodzenie komórki w mechanizmie

wiązania dopełniacza w nadwrażliwości

typu II

Reakcje indukowane lekiem:

Adherencja do składowych

krwi

krwinki adsorbują lek

lub antygeny -

metabolity leku

przeciwciało

przeciw lekowi

liza, fagocytoza, ADCC

Dopełnia

Makrof

agi

neutrofi

Makrof

agi

neutrofi

Choroba hemolityczna

noworodków

astenia

gravis

–

działanie

przeciwciał

przeciw

receptorom Ach

W miasteni gravis
przeciwciała wiążą
receptor
acetylocholinowy,
blokują go i niszczą
płytkę motoryczną
komórek
mięśniowych.
Doprowacza to do
osłabienia siły
mięśniowej.

Gorączka reumatyczna

•

Zazwyczaj występuje 1 -5 tygodni po infekcji

paciorkowcowej.

•

Antygeny

Streptococcus

mają takie same determinanty jak

antygeny białek mięśnia sercowego

•

Nie leczone i przewlekle infekcje paciorkowcowe powodują

powstawanie przeciwciał które uszkadzają nie tylko

bakterie ale i komórki mięśnia sercowego.

Antygen

rozpuszczalny

Przeciwciała

IgG lub IgM

Dopełniacz

komórki fagocytujące

Nadwrażliwość typu III -

kompleksów

immunologicznych

Typ III nadwrażliwości –

typ kompleksów immunologicznych

Lokalizacja depozycji

kompleksów

immunologicznych decyduje o

patologii w nadwrażliwości

typu III

Komórki zapalne naciekają miejsce depozycji antygenu i
niszcza tkankę. Początek odczynu po ok. 2-6 godzinach
po kontakcie z antygenem , szczyt odpowiedzi zapalnej -
24-48 godz.

Antygen jest

przetwarzany i

prezentowany

przez lokalne APC.

Uczulone linfocyty T

które rozpoznały

antygen aktywują się

i wydzielają cytokiny

Odpowiedź

zapalna
niszczy

tkankę

Nadwrażliwość typu IV -