Odporność

przeciwzakaźna

jest

jednym

z

podstawowych

mechanizmów

umożliwiających

organizmowi funkcjonowanie w warunkach środowiska
naturalnego.

Podstawowe zadania układu odpornościowego

w zakresie ochrony przed chorobami zakaźnymi

 rozpoznanie czynnika infekcyjnego jako obcego ustrojowi
 uruchomienie szybkiej i skutecznej reakcji obronnej
 przekazanie informacji o rozpoznanych antygenach komórkom
potomnym

odporność

odporność

przeciwzakaźna

przeciwzakaźna

nieswoista

(naturalna, wrodzona)

swoista

swoista

(nabyta, adaptacyjna)

wytworzona naturalnie

wytworzona sztucznie

wytworzona sztucznie

czynna

bierna

czynna

czynna

adoptywna bierna

czynno-

czynno-

bierna

bierna

Odporność nieswoista

Odporność nieswoista

Odporność swoista

Odporność swoista

bardzo szybka

bardzo szybka

nie wymaga wstępnej aktywacji

nie wymaga wstępnej aktywacji

rozwija się powoli

rozwija się powoli

wymaga kontaktu z antygenem

wymaga kontaktu z antygenem

receptory rozpoznające antygen są

receptory rozpoznające antygen są

niezmienne

niezmienne

są dziedziczone z pokolenia na

są dziedziczone z pokolenia na

pokolenie

pokolenie

receptory rozpoznające antygen

receptory rozpoznające antygen

wykształcają się na nowo w każdej

wykształcają się na nowo w każdej

pierwotnej reakcji

pierwotnej reakcji

immunologicznej

immunologicznej

nie są dziedziczone

nie są dziedziczone

celem ataku nie są własne

celem ataku nie są własne

struktury organizmu

struktury organizmu

może dojść do autoagresji

może dojść do autoagresji

nie pozostawia trwałej pamięci

nie pozostawia trwałej pamięci

immunologicznej

immunologicznej

pozostawia trwałą pamięć

pozostawia trwałą pamięć

immunologiczną

immunologiczną

rozwija się niezależnie od

rozwija się niezależnie od

odporności swoistej

odporności swoistej

do rozwinięcia prawie zawsze

do rozwinięcia prawie zawsze

wymaga odporności nieswoistej

wymaga odporności nieswoistej

Elementy odporności nieswoistej zapobiegające

wtargnięciu patogenów do organizmu



bariery mechaniczne

(skóra, błony śluzowe układu

pokarmowego, oddechowego, moczowo-płciowego)



bariery czynnościowe

(perystaltyka jelit, aparat rzęskowy

dróg oddechowych, wydzielanie śluzu przez nabłonek,
kaszel, kichanie)



bariery chemiczne

(kwasy tłuszczowe na powierzchni skóry,

enzymy - lizozym, pepsyna, kwas solny żołądka, peptydy o
działaniu antybakteryjnym – kryptydyna jelitowa)



bariery mikrobiologiczne

(fizjologiczna flora bakteryjna)



przeciwciała IgM wytwarzane przez limfocyty B1

(obecne w

wydzielinie śluzowo-surowiczej nabłonka)

Elementy odporności nieswoistej działające po

przerwaniu ciągłości zewnętrznych barier

ochronnych

Działanie ukierunkowane na powszechnie występujące

antygeny patogenów

•

dwuniciowy RNA replikujących się wirusów

•

niemetylowane sekwencje DNA (CpG) bakterii

•

peptydoglikan ściany komórkowej bakterii

•

lipopolisacharyd (LPS) ściany komórkowej bakterii G –

•

kwasy tejchojowe ściany komórkowej bakterii G +

•

oligosacharydy zawierające mannozę ściany komórkowej
drożdży

Elementy odporności nieswoistej działające po

przerwaniu ciągłości zewnętrznych barier

ochronnych



Makrofagi

•

zasiedlają wszystkie tkanki i narządy

•

działają jako komórki fagocytarne

•

prezentują antygeny limfocytom Th

•

wydzielają cytokiny

Działają na pograniczu odporności nieswoistej i swoistej –
umożliwiają zapoczątkowanie i właściwy rozwój swoistej
odpowiedzi immunologicznej.

Elementy odporności nieswoistej działające po

przerwaniu ciągłości zewnętrznych barier

ochronnych



Granulocyty obojętnochłonne

(neutrofile)

•

krążą w krwiobiegu

•

mają zdolność gromadzenia się w miejscu uszkodzenia
tkanek

•

działają jako komórki fagocytarne

Elementy odporności nieswoistej działające po

przerwaniu ciągłości zewnętrznych barier

ochronnych



Komórki NK

(naturalne komórki cytotoksyczne)

•

krążą w krwiobiegu, zasiedlają też różne tkanki

•

zabijają komórki zakażone wirusem - uwalniają perforyny i
granzymy, indukują apoptozę

•

wydzielają interferon gamma (IFN-γ) – działają na
makrofagi i limfocyty Th

Elementy odporności nieswoistej działające po

przerwaniu ciągłości zewnętrznych barier

ochronnych



Komórki dendrytyczne

•

występują w skórze i tkankach limfatycznych (strefa

grasiczozależna węzłów chłonnych, ośrodki rozmnażania

limfocytów B w tkankach limfatycznych)

•

prezentują antygeny limfocytom Th

•

przechowują na swojej powierzchni nienaruszone antygeny

umożliwiając ich wiązanie przez limfocyty B

Działają na pograniczu odporności swoistej i nieswoistej.

Elementy odporności nieswoistej działające po

przerwaniu ciągłości zewnętrznych barier

ochronnych



Układ dopełniacza

•

grupa ok. 30 białek surowicy i płynów tkankowych

•

białka są aktywowane łańcuchowo przez kompleks

antygen-przeciwciało

•

wykazuje aktywność bakteriolityczną i cytolityczną

(pierwotniaki, komórki zakażone wirusem) – tworzenie

kanałów w błonie komórkowej

•

wykazuje aktywność chemotaktyczną wobec neutrofilów

•

aktywuje komórki żerne (zwiększa ich właściwości

fagocytarne)

Inicjacja aktywacji dopełniacza przez kompleks

antygen-przeciwciało

Ułożenie przestrzenne składników dopełniacza w

kompleksie atakującym błonę (C5b-9)

Elementy odporności nieswoistej działające po

przerwaniu ciągłości zewnętrznych barier

ochronnych



Układ dopełniacza

•

wzmaga odpowiedź humoralną

(C3b i C4b – antygen-przeciwciało – limfocyt B)

•

bierze udział w rozwoju pamięci immunologicznej

(C3b i C4b – antygen-przeciwciało – komórka dendrytyczna)

Przykład ścisłego powiązania między nieswoistymi i swoistymi

mechanizmami odporności.

Elementy odporności swoistej

Elementy odporności swoistej



Limfocyty T

 Limfocyty B

 Przeciwciała (immunoglobuliny)

Działanie

ukierunkowane

na

antygeny

charakterystyczne dla poszczególnych gatunków
drobnoustrojów.

Elementy odporności swoistej



Limfocyty T i B

•

wywodzą się ze wspólnej komórki macierzystej pochodzącej ze

szpiku kostnego

•

limfocyty T dojrzewają w grasicy (thymus)

•

limfocyty B dojrzewają w szpiku kostnym (bone marrow)

•

w wyniku selekcji negatywnej, w trakcie różnicowania, ginie

90% limfocytów T i B

•

w wyniku selekcji pozytywnej powstaje pula (10%) limfocytów

immunokompetentnych



Limfocyty T

Th

Th

pomocnicze

pomocnicze

Tc

Tc

cytotoksyczne

cytotoksyczne

Treg

Treg

regulatorowe

regulatorowe

ułatwiają aktywację,

ułatwiają aktywację,

proliferację i

proliferację i

różnicowanie limfocytów

różnicowanie limfocytów

B,

B,

prekursorów limfocytów

prekursorów limfocytów

Tc,

Tc,

pobudzają makrofagi

pobudzają makrofagi

wykazują bezpośredni

wykazują bezpośredni

efekt cytotoksyczny

efekt cytotoksyczny

wobec komórek

wobec komórek

zakażonych patogenem

zakażonych patogenem

wewnątrzkomórkowym

wewnątrzkomórkowym

hamują odpowiedź

hamują odpowiedź

immunologiczną

immunologiczną

kontakt bezpośredni,

kontakt bezpośredni,

wydzielanie cytokin

wydzielanie cytokin

kontakt bezpośredni

kontakt bezpośredni

wydzielanie cytokin

wydzielanie cytokin



Limfocyty Th

Th1

Th1

Th2

Th2

wspomagają odpowiedź typu

wspomagają odpowiedź typu

komórkowego

komórkowego

wspomagają odpowiedź typu

wspomagają odpowiedź typu

humoralnego

humoralnego

stymulacja cytotoksyczności

stymulacja cytotoksyczności

limfocytów Tc,

limfocytów Tc,

aktywacja makrofagów

aktywacja makrofagów

stymulacja wzrostu i różnicowania

stymulacja wzrostu i różnicowania

limfocytów B

limfocytów B

wirusy, bakterie rozwijające się

wirusy, bakterie rozwijające się

wewnątrzkomórkowo,

wewnątrzkomórkowo,

pierwotniaki rozwijające się

pierwotniaki rozwijające się

wewnątrzkomórkowo

wewnątrzkomórkowo

bakterie rozwijające się

bakterie rozwijające się

zewnątrzkomórkowo

zewnątrzkomórkowo



Limfocyty B

•

wiążą wolne antygeny

•

prezentują antygeny limfocytom T

(w celu uzyskania pomocy limfocytów Th w wytwarzaniu

przeciwciał)

•

różnicują się do komórek plazmatycznych syntetyzujących
immunoglobuliny



Immunoglobuliny (przeciwciała)

•

mają zdolność swoistego rozpoznawania i łączenia się z antygenem

•

występują w postaci wolnej w płynach ustrojowych

•

występują w formie związanej jako receptory limfocytów B

•

są zbudowane z 4 łańcuchów polipeptydowych (2 lekkich i 2
ciężkich)

•

wyróżnia się 5 klas przeciwciał – IgA, IgD, IgE, IgG, IgM

•

swoistość przeciwciała wynika z konfiguracji przestrzennej części
zmiennych łańcuchów ciężkich i lekkich (wiązanie różnych
epitopów)

•

przeciwciała o tej samej swoistości mogą mieć różne powinowactwo
do antygenu (różny stopień dopasowania do epitopu)

Schemat budowy immunoglobuliny

Fab – fragment wiążący antygen

Fc – fragment krystalizujący

V – część zmienna

C – część stała

Właściwości immunoglobulin



wiążą antygeny na powierzchni komórek zakażonych wirusami
oraz na powierzchni niektórych mikroorganizmów i indukują
ich zniszczenie poprzez:

•

aktywację dopełniacza

•

indukcję immunofagocytozy (Fc)

•

indukcję cytotoksyczności komórkowej zależnej od przeciwciał (Fc)



wiążąc antygen na powierzchni mikroorganizmów mogą
blokować ich wnikanie przez nabłonek



wiążąc toksyny mogą blokować ich działanie

Właściwości immunoglobulin



IgA

•

wytwarzane miejscowo w sąsiedztwie nabłonka

•

wydzielane wraz z wydzielinami śluzowo-surowiczymi

•

przekazywane wraz z siarą i mlekiem matki noworodkowi

•

główny

element

obrony

błon

śluzowych

przed

inwazją

mikroorganizmów



IgD

•

występują jako receptory immunoglobulinowe na powierzchni
dziewiczych limfocytów B



IgE

•

wiążą się z receptorami Fc na powirzchni komórek tucznych

•

biorą udział w rozwoju reakcji alergicznych



IgG (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4)

•

w największym stężeniu występują w surowicy krwi

•

przechodzą przez łożysko – odpowiadają za odporność bierną płodu

i noworodka

•

indukują cytotoksyczność komórkową zależną od przeciwciał (FcR-

NK)

•

indukują immunofagocytozę (FcR-makrofag, FcR-neutrofil)

•

inicjują aktywację dopełniacza

•

wiążą i inaktywują toksyny



IgM

•

występują jako receptory immunoglobulinowe na powierzchni

dziewiczych limfocytów B

•

syntetyzowane w początkowej fazie odpowiedzi immunologicznej

(wydzielnicze – surowica krwi)

•

wykazują małe powinowactwo do antygenu

•

wiążą wiele epitopów antygenu (pentamer)

•

inicjują aktywację dopełniacza

Pierwotna i wtórna odpowiedź immunologiczna



pierwotna

odpowiedź

immunologiczna

–

aktywacji

podlegają dziewicze limfocyty T i B

•

rozwija się wolno

•

przeważają przeciwciała o niskiej swoistości (IgM)



wtórna odpowiedź immunologiczna – kiedy dochodzi do
pobudzenia antygenami, z którymi wcześniej układ
odpornościowy miał kontakt

•

zależna jest od komórek pamięci (limfocytów T i B)

•

pojawia się szybciej

•

przeważają przeciwciała o wysokiej swoistości (IgG)

•

nie ma praktycznie wpływu na limfocyty dziewicze

Pierwotna i wtórna odpowiedź

immunologiczna w zakresie przeciwciał

klasy IgG

Skłonność organizmu do przyspieszonej i bardziej

efektywnej odpowiedzi immunologicznej podczas

ponownego kontaktu z antygenem, nawet po wielu

latach od pierwszego kontaktu.

Hipotezy tłumaczące długotrwałość pamięci

immunologicznej



limfocyty pamięci są długowieczne



antygen wywołujący odpowiedź pierwotną pozostaje przez

długi

okres

związany

na

powierzchni

komórek

dendrytycznych – nieustannie stymulując rozpoznające go

limfocyty



limfocyty pamięci są nieustannie pobudzane przez antygeny

reagujące krzyżowo

Limfocyty B pamięci



powstają w trakcie pierwotnej odpowiedzi immunologicznej



są liczniejsze od limfocytów B dziewiczych



ich

receptory

immunoglobulinowe

mają

większe

powinowactwo do antygenu



mają więcej cząsteczek MHC klasy II



łatwiej ulegają aktywacji



dłużej żyją

Powstawanie limfocytów B pamięci

Limfocyty T pamięci



powstają w trakcie pierwotnej odpowiedzi immunologicznej



ich

receptory

immunoglobulinowe

mają

takie

samo

powinowactwo do antygenu jak receptory dziewiczych
limfocytów T



charakteryzują

się

zwiększoną

ekspresją

cząsteczek

powierzchniowych biorących udział w adhezji do komórek
prezentujących antygen

•

łatwiej ulegają aktywacji

•

szybciej proliferują

•

wydzielają więcej cytokin

Powstawanie limfocytów T pamięci

Istotą odporności zbiorowiskowej jest

zmniejszenie się szans zachorowania osobnika

nieuodpornionego wraz ze wzrostem ilości

osobników uodpornionych w danej populacji



pojęcie to ma zastosowanie jedynie do chorób szerzących
się drogą zakażenia jednych osobników przez innych



próg

odporności

zbiorowiskowej

–

odsetek

osób

uodpornionych w populacji, po osiągnięciu którego liczba
nowych zakażonych zaczyna się zmniejszać