Odporność wrodzona i

nabyta

Fagocytoza

Odporność

Odporność

to niewrażliwość organizmu na

działanie

patogenów.

Dzięki

skutecznym

mechanizmom

odporności

przeciwzakaźnej

występującym zarówno u zwierząt, jak i roślin,
organizmy te mogą żyć obok drobnoustrojów
chorobotwórczych.

Oprócz ochrony przed patogenami układ odpornościowy pełni
jeszcze inną ważną funkcję: usuwa komórki nieprawidłowe, oraz
takie,

które

uległy

transformacji

nowotworowej.

Komórki

odpornościowe (głównie fagocyty) gromadzą się w miejscu
uszkodzenia, wywołując odczyn zapalny, co pozwala na usunięcie
patogenów, cząstek zakaźnych, oraz komórek nieprawidłowych i
takich, które zakończyły cykl życiowy. Dzięki temu możliwe jest
utrzymanie homeostazy organizmu.

Strategia obronna



Niedopuszczenie

do

wniknięcia

i

osiedlenia

się

organizmów chorobotwórczych w tkankach (bariery
fizjologiczne i anatomiczne)



Po sforsowaniu przez patogen pierwszej linii obrony

celem układu odpornościowego jest zlokalizowanie i
usunięcie drobnoustroju:



odporność nieswoista (wrodzona)



odporność swoista (nabyta):



odporność humoralna (wytworzenie przeciwciał)



odporność komórkowa (wytworzenie swoiście uczulonych komórek)



wystąpienie swoistej pamięci immunologicznej

ODPORNOŚĆ

SWOISTA

(nabyta)

SZTUCZNA

BIERNA

surowice

odpornościow

e

CZYNNA

szczepionki

NATURALNA

BIERNA

droga łożyska

droga siary

CZYNNA

przechorowa

nia częste

kontakty

NIESWOISTA

(wrodzona)

gatunkowa

rasowa

indywidualna

bezwzględna/

względna

ODPORNOŚĆ NIESWOISTA

1)

rozpoznawanie
drobnoustrojów

2)

zwiększenie
przepuszczalności
naczyń i
utworzenie
wysięku zapalnego

3)

chemotaksja –
ściągnięcie do
miejsca inwazji
komórek układu
odpornościowego

Mechanizmy obrony nieswoistej



Bariery fizjologiczne:



włosy, sierść, ciągłość skóry



złuszczanie nabłonka



produkty gruczołów potowych,
łojowych – pH (5,5)



ruch rzęsek nabłonka migawkowego,
kaszel, kichanie, wymioty (usuwanie
drobnoustrojów i ich toksyn)



śluz błon śluzowych



pH soku żołądkowego, złuszczanie
nabłonka jelitowego



pH (5,5) moczu (drogi moczowe)



ciągły przepływ śliny



łzy

Mechanizmy obrony, po sforsowaniu przez

patogeny barier ochronnych



lizozym w wydzielinach (rozkłada ścianę bakterii)



laktoferyna i transferyna we krwi (białka wiążące Fe)



surowicze inhibitory wirusów



białka ostrej fazy w wątrobie – białko C-reaktywne wiąże się z
bakteriami i je inaktywuje



układ dopełniacza (obrona przeciwzakaźna nieswoista i swoista)
– zniszczenie drobnoustrojów, chemotaksja fagocytów,
opsonizacja drobnoustrojów



fagocytoza – neutrofile, monocyty, makrofagi



komórki NK – receptory lektynowe  rozpoznają komórki
zakażone przez wirusy i komórki nowotworowe

Niemal każda reakcja obronna organizmu sprowadza się do
rozpoznania drobnoustrojów, zwiększenia przepuszczalności
naczyń krwionośnych i ściągnięcia w miejsce infekcji komórek
układu odpornościowego.

Niemal każda reakcja obronna organizmu sprowadza się do
rozpoznania drobnoustrojów, zwiększenia przepuszczalności
naczyń krwionośnych i ściągnięcia w miejsce infekcji komórek
układu odpornościowego.

Komórki – odporność nieswoista

Neutrofile

(PMN)

Monocyty

(Mo)

Makrofagi

(Mφ)

Komórki

tuczne

(KT)

Komórki

dendrytycz

ne (DC)

Odporność
nieswoista

Odporność swoista

bardzo szybka, nie wymaga
wstępnej aktywacji

rozwija się powoli, czasem wiele
dni

receptory rozpoznające
drobnoustroje są niezmienne w
ciągu życia osobnika
(dziedziczne)

receptory rozpoznające
antygeny wykształcają się na
nowo
(nie dziedziczne)

jest selektywna – celem ataku
nie są własne struktury

jest specyficzna, ale mogą
powstać limfocyty
autoreaktywne

nie pozostawia po sobie trwałej
pamięci immunologicznej

pozostaje po niej wieloletnia
pamięć immunologiczna

rozwija się niezależnie od
odporności swoistej

do rozwinięcia niemal zawsze
niezbędna jest odpowiedź
nieswoista

1) Rozpoznanie
drobnoustrojów

PAMP



PAMP (pathogen associated molecular patterns) –

wzorce molekularne związane z patogenami:



struktury drobnoustrojów rozpoznawane przez
receptory komórek



zawierają substancje powszechnie występujące u
patogenów (wspólne dla całych grup drobnoustrojów):



mannany drożdży



formylowane peptydy bakterii



składniki ściany komórkowej bakterii (LPS, lipopeptydy,
peptydoglikany, kwasy tejchojowe, lipoarabinomannan)



bakteryjne DNA zawierające niemetylowane sekwencje CpG



dsRNA wirusów

PRR



PRR (pattern recognition receptors) – receptory

rozpoznające wzorce:



receptory dla cząsteczek PAMP



po związaniu z PAMP przekazują w głąb komórki

sygnał aktywujący



występują na powierzchni komórek układu

immunologicznego, komórkach nabłonkowych
(układ oddechowy, pokarmowy, moczowo-płciowy,
skóra) i fibroblastach tkanki łącznej

PRR



Receptory wydzielane:



opsoniny – po przyłączeniu do powierzchni

drobnoustrojów ułatwiają fagocytozę



przeciwciała i składniki układu dopełniacza



pentraksyny (

białko C-reaktywne

, surowiczy amyloid

A - SAA, pentraksyna 3)



białko wiążące LPS (LBP)



kolektyny (białka wiążące mannozę (MBP), białka A i
D surfaktantu)

białko C-reaktywne (CRP)



należy do białek ostrej fazy



jego wzmożone wytwarzanie obserwuje się w

następstwie uszkodzenia tkanek, zakażenia,
reakcji zapalnej, chorobie nowotworowej



ułatwia wiązanie dopełniacza



ułatwiając tym

samym opsonizację i fagocytozę

PRR (cd.)



Receptory powierzchniowe:



receptory uczestniczące w fagocytozie:



receptory lektynowe



receptory zmiatacze (scavenger receptors)



niektóre integryny



receptory aktywujące komórki:



receptory Toll-podobne

(TLR – Toll-like receptors)

TLR – Toll-like

receptors



Większość znajduje się na powierzchni komórek i po związaniu z
odpowiednimi cząsteczkami PAMP przekazują sygnały aktywujące
komórki



Aktywują czynnik transkrypcyjny NF-κB oraz czynniki IRF



Wiązanie ligandów przez TLR



aktywacja nabłonków



wydzielanie

chemokin i cytokin



przyciąganie w miejsce reakcji komórek

układu immunologicznego



TLR2 – wiąże peptydoglikany i lipoproteiny bakteryjne



TLR3 – wew.kom., fagolizosomy; wiąże dsRNA



TLR4 – powierzchniowy; wiąże LPS i kwas tejchojowy



TLR5 – wiąże flagellinę rzęsek bakteryjnych



TLR9 – fagolizosomy; niemetylowane CpG



TLR2/TLR6 – heterodimer; zymosan drożdżowy

PRR



Receptory wewnątrzkomórkowe:



niektóre receptory TLR (TLR3, TLR7, TLR8,

TLR9)



receptory NOD-podobne (NLR – NOD-like

receptors)



helikazy



białka indukowane przez interferony

2) zwiększenie przepuszczalności naczyń i
utworzenie wysięku zapalnego

Komórka tuczna

Komórka dendrytyczna

Komórki tuczne (KT)



Powstają w szpiku kostnym



Dojrzewają w skórze, błonach śluzowych dróg oddechowych,
przewodu pokarmowego, narządów układu moczowo-płciowego



Posiadają TLR2, TLR4, TLR6, TLR8 – wiążące różne cząst. PAMP,
uwalniają mediatory:



Histamina



PAF (platelet activating factor)



LTB

4

(leukotrien B

4

)



PDG

2

(prostaglandyna D

2

)



Syntetyzują TNF (tumor necrosis factor) – uwalniany po aktywacji



Mediatory komórek tucznych:



rozszerzają naczynia krwionośne oraz zwiększają ich
przepuszczalność



powodują wyciek składników osocza do tkanek (obrzęk)



działają chemotaktycznie na leukocyty aktywując je



TNF:



stymuluje neutrofile (PMN)



indukuje ekspresję adhezyn komórkowych



zwiększa szybkość przemiany materii (lokalne
podniesienie temperatury)

3) chemotaksja

Makrofag pochłaniający patogen

Chemotaksja



Czynniki chemotaktyczne przyciągają komórki żerne do miejsca
odpowiedzi zapalnej



Czynniki chemotaktyczne oddziałujące na neutrofile, monocyty i
makrofagi:



fragmenty C5a i C3a uwalniane w trakcie aktywacji dopełniacza



formylowane peptydy bakteryjne
(formylometionyloleucynofenyloalanina (FMLP))



defensyny wytwarzane przez komórki nabłonkowe i neutrofile



IL-1, TNF, TGF-β, IL-8 uwalniane przez Mo i Mφ



leukotrien LTB

4

i PAF uwalniane m.in. przez neutrofile

Fagocytoza



Fagocytoza

–

zjawisko

polegające

na

wychwytywaniu, wchłanianiu i

trawieniu

drobnych

cząsteczek

organicznych

(bakterii, pierwotniaków, grzybów i wirusów) przez
wyspecjalizowane w tym kierunku komórki, zwane

fagocytami

Etapy fagocytozy

1)

Chemotaksja

2)

Opsonizacja

3)

Adherencja

4)

Wchłanianie

5)

Trawienie



Rozpoznanie drobnoustroju przez

fagocyt



fagocytoza nieimmunologiczna – fagocyt rozpoznaje określone
struktury na powierzchni drobnoustroju



immunofagocytoza – fagocyt rozpoznaje pewne czynniki opłaszczające
mikroorganizmy, zwane

opsoninami



Otoczenie drobnoustroju pseudopodiami i wchłonięcie do wnętrza
fagocytu w postaci

fagosomu



Fuzja fagosomu i lizosomu 

fagolizosom



Trawienie drobnoustroju z udziałem enzymów trawiennych
pochodzących z lizosomu

Mechanizmy zabijania drobnoustrojów



Fagocytoza drobnoustrojów wywołuje w fagocycie pobudzenie
procesów oddechowych i powstanie reaktywnych form tlenu
(RFT) i utlenowanych halogenków



Mechanizmy tlenowe:



oksydaza NADPH  anionorodnik ponadtlenkowy O

2-



dysmutacja  nadtlenek wodoru H

2

O

2



jony żelazawe Fe

2+

 rodniki hydroksylowe ˙OH



większość reaktywnych form tlenu (RFT) działa w
fagolizosomie



mieloperoksydaza (Mo, PMN)  kwas podchlorawy HOCl 
reakcja z aminami  chloramina (b. toksyczna)



INF-γ indukuje w makrofagach wytwarzanie tlenku azotu (NO)

Wewnątrzkomórkowe zabijanie drobnoustrojów zachodzi przy udziale
dwóch mechanizmów:

 zależnego od tlenu

 niezależnego od tlenu

Mechanizmy zabijania niezależne od tlenu

polegają

na syntezie przez fagocyty wielu białek zdolnych zabić
drobnoustroje



Mechanizmy pozatlenowe:



lizozym – w płynach ustrojowych



kolagenazy, elastazy, lipazy, fosfolipazy, polisacharydazy



czynnik bakteriobójczy zwiększający przepuszczalność
(BPI) – działa na bakterie G(–) zwiększając
przepuszczalność błony np. dla antybiotyków, aktywuje
bakteryjne enzymy rozkładające fosfolipidy



katepsyna G – zabija bakterie G(+), G(–) i grzyby



defensyny – grupa peptydowych antybiotyków



laktoferyna – wiąże jony Fe i hamuje wzrost bakterii

Badanie aktywności

fagocytów



Indeks fagocytarny:

liczba sfagocytowanych bakterii
liczba makrofagów



Liczba Hamburgera:

liczba makrofagów fagocytujących
liczba makrofagów

Znaczenie fagocytozy



Określenie kondycji zdrowotnej

pacjenta



Porównanie pacjentów (odpowiedź

nieswoista)



Określenie zdolności

immunomodulacyjnych potencjalnych
leków