Współdziałanie

komórek w

odpowiedzi typu

humoralnego

» Rola makrofagów w odpowiedzi

immunologicznej

» Komórki prezentujące
» Synteza p/ciał

FUNKCJE MAKROFAGÓW ULEGAJĄ

WZMOCNIENIU PO EKSPOZYCJI NA

CYTOKINY

• Aktywacja makrofagów odbywa się na drodze

antygenowo swoistej, ale wzrost ich aktywności
bakteriobójczej nie jest swoisty dla uczulającego
(mikro)organizmu

– 1. uodpornienie zwierząt BCG – odporność na

Listeria monocytogenes

– 2. Limfocyty myszy uodpornionych BCG,uwalniają

mediatory, które wzmacniają lub hamują zdolność
makrofagów do zabijania zarówno uczulającego jak i
niespokrewnionych organizmów.

CENTRALNA ROLA MAKROFAGÓW W

ODPORNOŚCI I ZAPALENIU
Makrofagi są heterogenne

• Aktywowane makrofagi mogą wykazywać

liczne funkcje efektorowe

:

– AKTYWNOŚĆ PRZECIWDROBNOUSTROJOWA:

• - tlenowo zależne mechanizmy H2O2, O2-, NO, OH,

podhalogeny

• -tlenowo niezależne: lizozym, kwas, kwaśne hydrolazy,

białka kationowe

– AKTYWNOŚĆ PRZECIWNOWOTWOROWA:

• -działanie cytotoksyczne, czynniki toksyczne, H2O2,

C3a, arginaza, NO, TNF alfa

USZKODZENIE TKANKI: H2O2, kwaśne hydrolazy,

C3a,TNF alfa

ZAPALENIE I GORĄCZKA: pirogen ( IL-6, TNF alfa, IL-

1)

mediatory i wydzielane białka ( prostaglandyny,

czynniki dopełniacza, czynniki krzepnięcia)

SELEKCJA MECHANIZMU AKTYWACJI:

IL-10->TH2,

IL 12->TH1

AKTYWACJA LIMFOCYTU: przetwarzanie antygenu,

prezentacja antygenu, produkcja IL-1

PRZEBUDOWA TKANKI: czynniki wydzielnicze,

elastaza, kolagenaza, hialuronidaza, czynniki

stymulujące fibroblasty, czynniki angiogenetyczne

Monocyt/makrofag

Komórki szeregu monocyt/makrofag są

wysoce heterogenne.

Komórki pobrane z różnych miejsc różnią

się:

-ekspresją cząsteczek MHC klasy II

-ekspresją receptorów Fc,

-aktywnością na cytokiny

-produkcją peroksydazy.

-Pomimo tego uważa się, że ISTNIEJE

TYLKO JEDNA LINIA PREKURSOROWA

MAKROFAGÓW. RÓŻNICE SPOWODOWANE

SĄ SKUTKAMI ŚRODOWISKA I

DOJRZEWANIA. Funkcje aktywowanych

makrofagów zależą nie tylko od samych

makrofagów, lecz również od

„mieszaniny” cytokin i bodżców

zapalnych, na które są wystawione.

AKTYWACJA MAKROFAGÓW

• Wymaga współdziałania niektórych cytokin i

czynników drobnoustrojowych

– Uwalnianie TNF alfa z makrofagów wymaga aktywacji

przez INF gama oraz ekspozycji na skł. drobnoustrojów
zdolnych do uruchamiania cytokin : np. endotoksyna

– INF alfa aktywuje produkcję azotu: tlenek azotu
– Mysie makrofagi w celu produkcji NO wymagają

stymulacji INF gama i TNF

– Ludzkie makrofagi wymagają ekspozycji na wiele

cytokin i krzyżowego wiązania z FcERII (CD23)

– KALCYTRIOL uczestniczy w aktywacji ludzkich

makrofagów i w regulacji TH1/TH2

Rola kalcytriolu

• Makrofagi ludzkie poddane działaniu INF gama wykazują

ekspresję 1 alfa hydroksylazy. Enzym ten umożliwia

przekształcenie nieaktywnego, krążącego

25-hydroksycholekalcyferolu w aktywny metabolit

1,25-dihydrksycholekalcyferol ( Vit D3,

kalcytriol).

• Makrofagi mają receptor dla Vit D3. Wywołuje to silne

negatywne sprzężenie zwrotne z limfocytami TH1 i

prowadzi do zmiany odpowiedzi od TH1 w kierunku TH2 ( w

warunkach kiedy eliminacja pasożyta zawodzi, a

odpowiedź typu komórkowego staje się przewlekła).

• W grużlicy lub sarkoidozie produkcja kalcytriolu może być

tak duża , że przedostaje się on z miejsca aktywacji

makrofagów do krążenia obwodowego ( hiperkalcemia)

Komórki prezentujące antygen

Fagocyty komórki linii
monocyt/
makrofag

Monocyty,
makrofagi,

Makrofagi
strefy
brzeżnej
Komórki
Kupffera,
mikroglej

Krew, tkanki

Śledziona,
wątroba,
węzły
chłonne
Mózg

Ekspresja
MHC II

Po
pobudzeniu

Fagocytoza

+

Nie fagocytujące komórki
stale prezentujące antygen

k.
Langerhansa

Dendrytyczn
e splatające
się (IPC)
Dendrytyczn
e grudek

Skóra

Struktury
limfatyczne

Strukury
limfatyczne

stała

-

Komórki prezentujące antygen cd

limfocyty

Limfocyty B
i limfocyty T

Struktury
limfatyczne
i miejsca
reakcji
immunologi-
cznych

Po
pobudzeniu

-

Inne komórki
prezentujące
antygen

Astrocyty
K.
nabłonkowe
K.śródbłonka

Fibroblasty
Inne rodzaje
w
określonych
tkankach

Mózg
Tarczyca
Naczynia
krwionośne
Tk. łączna

Po
pobudzeniu

LOKALIZACJA ANTYGENU W WĘZŁACH CHŁONNYCH

W POWIĄZANIU Z APC

MIEJSCE

KOMÓRKI
PREZENTUJĄCE
ANTYGEN ( APC)

ANTYGEN

PRZETRWANIE
ANTYGENU

ZATOKA
BRZEŻNA

MAKROFAGI
ZATOKI
BRZEŻNEJ

Wielocukry Ficoll
( T ind)

++++

GRUDKI STREFY
B ZALEŻNE

KOMÓRKI
DENDRYTYCZNE
GRUDEK

Kompleksy
immunologiczne
wiążące
dopełniacz

+++

RDZEŃ

MAKROFAGI

Większość
antygenów

+

STREFA
GRASICZOZALEŻ
NA

KOMÓRKI
DENDRYTYCZNE
SPLATAJĄCE SIĘ

Większość
antygenów

++

RÓŻNE TYPY KOMÓREK PREZENTUJĄCYCH

ANTYGEN

• SPLATAJĄCE SIĘ KOMÓRKI DENDRYTYCZNE

( interdigitating dendritic cells –IDC)

• -strefa grasiczozależna węzłów chłonnych i śledziony,

najbardziej efektywne w procesie aktywacji
spoczynkowych limfocytów T CD4+

• -wykazują na swojej powierzchni wysoki poziom

antygenów MHC II ( które współdziałają z receptorem dla
antygenu limfocytów T( TCR) i cząsteczką CD4 ( CD4+)

• -główne APC w pierwotnej odpowiedzi immunologicznej

(zapoczątkowują proliferacją limf T)

• MONOCYTY KRWI najszerzej badane APC u ludzi-

pobudzają proliferację, pełnią funkcję pomocniczą

LIMFOCYTY B

• -Mogą wychwytywać swoisty antygen, pochłaniać

go i rozkładać do fragmentów peptydowych
( wiązanie z MHC II)

• Przy niskim stężeniu antygenu limf B posiadające

swoiste receptory o wysokim powinowactwie ( Ig
M, IgD) są najbardziej efektywnymi APC

• Stanowią główny rodzaj APC w odpowiedzi

wtórnej

CZĄSTECZKI POWIERZCHNIOWE BIORĄCE

UDZIAŁ W PREZENTACJI ANTYGENU

LIMFOCYTOM T

– CD80 i CD 86 ( B7-1 i B7-2)
– Zwiększają efektywność prezentacji antygenu
– Biała stale obecne na IDC, mogą pojawiać się na

monocytach, komórkach B i innych APC

– Są ligandami dla CD28 i CTLA-4
– CTLA-4
– Aktywny ligand dla B7
– receptor ograniczający aktywność komórek T
– CD2
– Aktywacja limfocytów T wraz z TCR
– Receptor dla LFA-3

ROLA CYTOKIN

• IL-1 i IL-6

– Wytwarzane przez

APC ( w tym
makrofagi)

– Wywołują ekspresję

receptorów dla IL2
limf T spoczynkowych
( czynnik wzrostu
limfocytówT)

• IL-12

– Aktywuje limfocyty T
– Zwiększa wytwarzanie

INF gama

– Powoduje

przekształcenie
dziewiczych
limfocytów T w
komórki TH1

– IL-15
– Pobudza proliferację

limfocytów T w okresie
poprzedzającym
produkcję IL-2

PREZENTACJA ANTYGENU

LIMFOCYTOM T

• Prezentacja antygenu polega na pocięciu antygenu

na fragmenty peptydowe, które wiążą się z
cząsteczkami MHC klasy I lub II. Fragmenty te biorą
udział w stymulacji komórek T, których receptory
rozpoznają raczej sekwencję aminokwasów
peptydowych zagłębionych w rowku wytworzonym
przez cząsteczkę MHC a nie strukturę determinant
konformacyjnych rozpoznawanych przez
immunoglobuliny (Ig).

• WSPÓŁDZIAŁANIE Z KOMÓRKAMI PREZENTUJĄCYMI

ANTYGEN JEST KONIECZNE DO AKYWACJI
LIMFOCYTÓW T.

Prezentacja antygenu ma wpływ na

przebieg odpowiedzi immunologicznej

• Komórki prezentujące antygen mogą być szybko

pobudzone podczas odpowiedzi immunologicznej
przez czynnik immunogenny ( bakterie,wirusy,
adjuwant). Aktywowane limfocyty T uwalniają:
INF gama i GM-CSF, zwiększając funkcję
prezentacji antygenu.

• Aktywacja APC – pojawienie się cząsteczek MHC I i

II, wzrasta liczba receptorów Fc i kostymulujących
cząsteczek adhezyjnych m.in..: B7-1, B 7-2, CD
11a/b/c, ICAM-1 i ICAM-3

• APC produkują liczne cytokiny: IL-1,IL-6,TNF

alfa;enzymy i inne mediatory

Aktywacja limfocytów

• Proliferacja

komórkowa,
różnicowanie w
komórki efektorowe:

• Komórki plazmatyczne

( mogą stać się tak
wyspecjlizowane, że
tracą receptory
powierzchniowe MHC II
i są niezdolne do
odpowiedzi na sygnały
regulacyjne do
proliferacji

• Komórki pamięci

( ok.40 lat)

• Limfocyty o krótkim

czasie przeżycia

CZĄSTECZKI POWIERZCHNIOWE BIORĄCE

UDZIAŁ W PREZENTACJI ANTYGENU

LIMFOCYTOM T

• Komórki APC :

– RECEPTORY: LFA3, ICAM1, MHC II, B7-1/B7-2

( CD80/CD 86)

– CYTOKINY: IL-1, IL-6,TNF alfa, IL12,IL-15

• Komórka T:

– RECEPTORY: CD2, LFA1,TCR, p56lck, CD28
– CYTOKINY: INF gama, GM CSF,IL-4,TNF beta

Cząsteczki na powierzchni komórek biorące

udział w interakcjach pomiędzy limf B i TH

• Limfocyt T
• CD 28
• CD 40L
• TCR
• P56
• LFA-1
• CD2

• Limfocyt B
• CD80/CD86
• CD40
• MHC II

• ICAM-1
• LFA-3

WYDZIELANIE I DZIAŁANIE CYTOKIN

LIMFOCYTÓW T JEST ISTOTNE DLA

AKTYWACJI LIMFOCYTÓW B

• IL-2 powoduje proliferację komórek B i T
• IL-4 działa we wczesnym etapie aktywacji i

proliferacji limfocytów B

• IL-6 stanowi mocny sygnał do różnicowania

limfocytów B

• TNF alfa i TNF beta odgrywają ważną rolę w

procesie wzrostu limfocytów B

• IL-11 i IL-13 pobudzają limfocyty B ( naśladują

działanie IL-4)

INTERAKCJA POMIĘDZY LIMFOCYTAMI B I T

MOŻE PROWADZIĆ DO POBUDZENIA LUB

INAKTYWACJI ( ANERGII)

• Dojrzewanie powinowactwa komórek B podczas

odpowiedzi immunologicznej jako wynik szybkiej
mutacji w obrębie genów kodujących części
zmienne przeciwciał może prowadzić do produkcji
autoprzeciwciał o wysokim powinowactwie.
Anergia klonalna i inne formy tolerancji na
obwodzie są ważne dla wyłączenia tych
potencjalnie szkodliwych klonów.

• Udział Ig M i IgD – wydaje się, że obydwa

receptory są zdolne przekazywać sygnały
prowadzące do aktywacji, jak i anergii komórki.

Współdziałanie limfocytów B i T

• Limfocyty T i B rozpoznają różne części antygenów.
• Limfocyty TH są odpowiedzialne za rozpoznanie nośnika
• Limfocyty B rozpoznają hapten
• In vivo kooperacjua pomiędzy limfocytami T i B prowadzi

do podziału limfocytów B i ich różnicowania się, dotyczy to
tylko limfocytów T uprzednio uczulonych poprzez kontakt
z antygenem prezentowanym poprzez inne APC.

• Antygen wnikając do organizmu jest przetwarzany przez

komórki, które prezentują go w postaci wysoce
immunogennej limfocytom TH i limfocytom B

• Komórki T rozpoznają inne determinanty antygenowe niż

limfocyty B, które różnicują się i dzielą, przekształcając się
w komórki produkujące przeciwciała.

TRANSDUKCJA SYGNAŁÓW

WEWNĄTRZKOMÓRKOWYCH PODCZAS

AKTYWACJI LIMFOCYTÓW

• Proces aktywacji rozpoczyna się poprzez działanie

kinaz tyrozynowych.

• 1. Rozpoznanie kompleksu antygen-MHC poprzez

TCR i połączenie cząsteczek kostymulujących=

TRANSDUKCJA SYGNAŁU WEWNĄTRZ LIMFOCYTU.

• 2. Fosforylacja tyrozyny z udziałem kinaz tyrozyny i

src= AKTYWACJA FOSFOLIPAZY C ( klasyczny

proces przekazywania sygnałów)

• Aktywacja czynników transkrypcyjnych w

cytoplażmie (NF-AT) , migracja do jądra

komórkowego, działanie na geny konieczne do

aktywacji limfocytów T ( IL-2,IL-2R)

• PROCES AKTYWACJ LB i LT PRZEBIEGA W TEN SAM

SPOSÓB

Działanie cytokin na limfocyty T i B

• IL-2

– Główna cytokina powodująca aktywację limfocytów T
– Jest produkowana przez TH
– Ułatwia podział limfocytów T i uwalnianie mediatorów
– Zwiększa wzrost komórek B
– Aktywuje wiele komórek, które przejawiają

cytotoksyczny efekt p/nowotworowy ( np. LAK)

– IL-4
– Słabszy czynnik wzrostowy dla limfT
– IL-7
– Działa na tymocyty: czynnik wzrostu, aktywacji komórek

T

– IL-1,IL-6
– Sygnały kostymulacyjne w akt limfocytów T ( prod APC)

AKTYWACJA I PODZIAŁ KOMÓREK B SĄ

WYNIKIEM DZIAŁANIA CYTOKIN

UWALNIANYCH Z LIMFOCYTÓW TH2

• CYTOKINY TH2: IL-4,IL-5,IL-6,IL-10,IL-13,
• IL-4: działa na limf B, zapoczątkowuje ich aktywację i

różnicowanie, inicjuje prod IgG i IgE, czynnik wzrostu

kom T WZMACNIA HUMORALNĄ ODPOWIEDZ

IMMUNOLOGICZNĄ, hamuje produkcję cytokin

prozapalnych: IL-1,TNF alfa ( przez makrofagi)

• IL-5 główny czynnik wzrostu i aktywacji eozynofilii,

odpowiedzialna za wzrost liczby neutrofili w

chorobach zakażnych

• IL-6 prodkowana przez limf B,T,

makrofagi,fibroblasty i kom śródbłonka, stymuluje

różnicowanie się limfocytów B w komórki

produkujące p/ciała, w wątrobie pobudza syntezę

białek ostrej fazy

Cytokiny, które regulują odpowiedź

immunologiczną

• IL-10
• Inhibitor syntezy cytokin
• Hamuje: produkcję INF gama, prezentację antygenu

i produkcję IL-1, IL-6 i TNF alfa przez makrofagi,

• Powoduje przewagę odpowiedzi z TH2 i aktywację

limfocytów B

• IL-12
• Działa komplementarnie do IL-10, ułatwia

powstawanie odpowiedzi typu TH1 z jednoczesną

aktywacją makrofagów i komórek NK

• INF gama ( T, NK)zwiekszenie funkcji prezentowania

antygenu przez wiele typów komórek:

makrofagi,astrocyty, kom mikrogleju,tymocyty itd

Cytokiny, które regulują odpowiedź

immunologiczną

• Zwiększenie funkcji prezentowania antygenu

następuje poprzez:

– Indukcję cząsteczek MHC klasy I i II
– Aktywację genów TAP = aktywacja limfocytów T
– Aktywacja cząsteczek kostymulacyjnych
– INF alfa i INF beta hamują indukcję MHC klasy II
– IL –6 i IL-11 hamują produkcję prozapalnych cytokin

przez makrofagi

– TGF beta – stymluje wzrost tkanki łącznej i

kolagenu, HAMUJE WSZYSTKIE FUNKCJE
IMMUNOLOGICZNE I HEMOPOETYCZNE .

ODPOWIEDZ TYPU HUMORALNEGO IN VIVO

• CECHY ODPOWIEDZI IMMUNOLOGICZNEJ
• Zwiększenie odpowiedzi wtórnej
• Przełączanie klas syntetyzowanych przeciwciał
• Dojrzewanie powinowactwa
• Rozwój pamięci immunologicznej

Cztery fazy pierwotnej odpowiedzi typu

humoralnego

• 1. Faza opóźnienia – brak p/ciał
• 2. Faza logarytmicznego wzrostu
• 3. Faza stabilizacji- plateau
• 4. Faza spadku mian p/ciał- p/ciała są usuwane lub

ulegają rozkładowi

• Dojrzewanie powinowactwa zależy od selekcji komórek
• Przeciwciała produkowane podczas wtórnej

odpowiedzialna antygeny t-zależne mają wyższy stopień
powinowactwa niż te, które są wytwarzane w odpowiedzi
pierwotnej. Ma to związek ze zmianą klasy
syntetyzowanych p/ciał z Ig M na Ig G ( brak dojrzewania
powinowactwa w odpowiedzi związanej z Ig M).

Aktywacja limfocytów B zachodzi w

ośrodkach rozmnażania

• Kilka dni po stymulacji antygenem pojawiają się w

śledzionie lub węzłach chłonnych. Komórki B, które zostały
pobudzone przez limfocyty T, wiążące się z cząsteczką CD40,
migrują do pierwotnych grudek chłonnych, gdzie znajduje
się gęsta sieć folikularnych komórek dendrytycznych.
Następuje szybki podział limfocytów B związany z mutacją
somatyczną genów Ig. Limfocyty B posiadające receptory o
wysokim powinowactwie, podlegają pozytywnej selekcji
poprzez współdziałanie ich powierzchniowych Ig i
kompleksu koreceptorów z antygenem i dopełniaczem,
zgromadzonych na powierzchni folikularnych komórek
dendrytycznych. Podczas przejścia przez ośrodek
rozmnażania, limfocyty B wykazują ekspresję genu
przeżycia bcl-2.Komórki o wysokim powinowactwie unikają
apoptozy poprzez związanie bcl-2.

Pamięć immunologiczna

• Odpowiedz wtórna zależy od pamięci

immunologicznej.pamięć ta wykorzystywana jest w

szczepieniach ochronnych. U podłoża pamięci

immunologicznej leży rozplem antygenowo swoistych

limfocytów podczas odpowiedzi pierwotnej ( zwiększa się

liczba spoczynkowych limfocytów B i T zdolnych do

odpowiedzi na dany antygen przy ponownym z nim

kontakcie.

• Komórki T pamięci mogą odpowiadać na niższe dawki

antygenu, co sugeruje zwiększoną ekspresję receptorów w

porównaniu z dziewiczymi limfocytami T.

• Limfocyty CD 4+ pamięci są zdolne do syntezy cytokin

znacznie łatwiej i szybciej niż limfocyty T dziewicze.

• Limfocyty T pamięci produkują Ig G, ich receptory mają

wyższe powinowactwo do antygenu, co jest następstem

selekcji podczas odpowiedzi pierwotnej.