OBRONA IMMUNOLOGICZNA ORGANIZMU I CHOROBY


Temat: Budowa i funkcjonowanie układu odpornościowego

1. Elementy układu odpornościowego:

	Elementy	Funkcje
Tkanki i narządy	grasica	● miejsce dojrzewania limfocytów T ● eliminacja nieprawidłowych limfocytów T
	szpik kostny	● miejsce powstawania leukocytów i dojrzewania limfocytów B ● usuwanie limfocytów nieprawidłowo rozwiniętych i uszkodzonych
	węzły chłonne	● filtracja limfy, zatrzymywanie antygenów ● miejsce rozmnażania się limfocytów ● miejsce wytwarzania przeciwciał przez limfocyty B
	śledziona	● wytwarzanie limfocytów i monocytów
	migdałki	● ochrona przed drobnoustrojami wnikającymi przez drogi oddechowe i jamę ustną
	kępki Peyera	● reakcje odpornościowe przeciw antygenom w jelicie cienkim
Komórki	limfocyty B	● wytwarzanie przeciwciał
	limfocyty T	● klasa Tc – rozpoznają i niszczą komórki z obcymi antygenami ● klasa Ts – hamują reakcje obronne ● klasa Th – wzmacniają reakcję obronną organizmu, wpływają na czynność limfocytów Tc oraz B
	komórki NK	● niszczenie komórek nowotworowych oraz komórek zainfekowanych wirusem
	makrofagi	● fagocytoza drobnoustrojów chorobotwórczych ● aktywacja limfocytów Th poprzez prezentację antygenów
	granulocyty	● neutrofile – fagocytoza ● eozynofile – zwalczanie pasożytów ● bazofile – wydzielanie histaminy zwiększającej średnicę naczyń krwionośnych
	komórki tuczne	● gromadzenie histaminy, wywołanie stanu zapalnego
Cząsteczki	immunoglobuliny (przeciwciała)	● wiązanie antygenów, co umożliwia ich eliminację przez inne elementy układu odpornościowego
	cytokiny	● interleukiny – przekazywanie informacji między leukocytami ● interferony – udział w reakcjach przeciw wirusom ● chemokiny – pobudzanie leukocytów do zbliżania się do miejsca zakażenia
	układ dopełniacza	● wspomaganie przeciwciał w zwalczaniu infekcji

2. Tkanki i narządy układu odpornościowego:
Grasica:
► leży w śródpiersiu za mostkiem
► otoczona torebką łącznotkankową
► składa się z dwóch płatów, a każdy z nich z płacików
► w płacikach rozróżnia się część korową i część rdzenną
► powiększa się do 2. roku życia, pozostaje duża aż do okresu dojrzewania, po czym stopniowo przekształca się w tzw. ciało tłuszczowe zamostkowe
► bierze udział w dojrzewaniu limfocytów T i kierowaniu ich do narządów limfatycznych
► niezbędna do rozwoju odporności organizmu
► pełni funkcję gruczołu dokrewnego (wytwarza związki o charakterze hormonalnym, stymulujące m.in. powstawanie i dojrzewanie limfocytów T)
► zbudowana z tkanki limfatycznej
Szpik kostny czerwony:
► występuje u dorosłych tylko w kręgach, żebrach, mostku, obojczykach, kościach czaszki i miednicy
► u osób młodych występuje także w nasadach kości długich
► wytwarza elementy morfotyczne krwi – pełni funkcję krwiotwórczą

Węzły chłonne:
► zbudowane z tkanki limfatycznej
► występują we wszystkich narządach wewnętrznych, a także tworzą wyraźne skupiska w zagięciach łokciowych, podkolanowych, pod pachami, w pachwinach, na szyi i głowie
► filtrują limfę, zatrzymując drobnoustroje

Śledziona:
► leży w lewej górnej części jamy brzusznej
► największy narząd limfatyczny
► otoczona torebką łącznotkankową, od której odchodzą beleczki tworzące zrąb narządu
► w torebce i beleczkach znajdują się mięśnie gładkie sprawiające, że struktury te mogą się obkurczać
(magazyn krwi – zapas krwi przy obkurczeniu zostaje wyrzucony do krwiobiegu)
► wnętrze wypełnione przez miąższ (tzw. miazgę), który jest kruchy (łatwo ulega urazom)
► niszczy zużyte erytrocyty
► wytwarza limfocyty i monocyty
► stymuluje limfocyty B do produkcji przeciwciał

Grudki limfatyczne:
► skupiska limfocytów B i T oraz komórek żernych występujących pojedynczo lub w grupach w ścianie przewodu pokarmowego, dróg oddechowych i narządów moczowo-płciowych
► zgrupowanie grudek limfatycznych – kępki Peyera (w jelicie cienkim) lub migdałki (w tylnej części jamy ustnej i gardła)
► występują także w ścianach wyrostka robaczkowego
► migdałki:
– łatwo ulegają infekcjom
– biorą udział w zwalczaniu drobnoustrojów wnikających do organizmu przez jamę ustną i drogi oddechowe
– namnażają się w nich limfocyty
► kępki Peyera:
– reakcje odpornościowe przeciw antygenom w jelicie cienkim
– powstawanie tolerancji na antygeny pokarmowe i florę bakteryjną

3. Komórki biorące udział w reakcjach odpornościowych:
Limfocyty:
► powstałe w szpiku kostnym limfocyty nabierają z czasem zdolności do odpowiedzi immunologicznej (tzw. kompetencji immunologicznej) w procesie dojrzewania, który polega na utworzeniu się na ich powierzchni charakterystycznych receptorów, które rozpoznają antygeny
► limfocyty B:
– dojrzewają w szpiku kostnym
– wytwarzają przeciwciała
► limfocyty T:
– dojrzewają w grasicy
– rozpoznają antygeny
– biorą udział w regulacji reakcji obronnej organizmu oraz niszczeniu patogenów
– zróżnicowane na klasy:
a) Tc (cytoksyczne) – dzięki obecności specjalnych receptorów rozpoznają komórki z obcym antygenem na powierzchni i niszczą je
b) Ts (supresorowe) – hamują reakcje obronne organizmu (stanowią m.in. zabezpieczenie przez autoagresją, biorą udział w mechanizmach tolerancji na antygeny pokarmowe)
c) Th (pomocnicze) -wzmagają odpowiedź immunologiczną organizmu

Makrofagi:
► komórki powstające z monocytów
► fagocytują patogeny na różnych etapach reakcji odpornościowej


Granulocyty:
► obojętnochłonne i kwasochłonne biorą udział w fagocytozie
► zasadochłonne magazynują i wydzielają m.in. histaminę, która zwiększa przepuszczalność naczyń krwionośnych, co prowadzi do zaczerwienienia i obrzędu uszkodzonej tkanki (czyli stanu zapalnego)

Komórki tuczne (mastocyty):
► komórki tkanki łącznej występujące w obrębie różnych narządów, wytwarzające i gromadzące m.in. histaminę – odgrywają podobną rolę jak granulocyty zasadochłonne

4. Cząsteczki uczestniczące w reakcjach odpornościowych:
Przeciwciała (immunoglobuliny; Ig):
► pojedyncze przeciwciało ma zazwyczaj kształt litery Y; składa się z czterech łańcuchów polipeptydowych: dwóch ciężkich (H) oraz dwóch lekkich (L) – końcówki obu ramion Y stanowi charakterystyczna dla danego przeciwciała sekwencja aminokwasów, która jest dopasowana do struktury konkretnego antygenu
► jeden rodzaj przeciwciała wiąże się tylko z jednym, idealnie pasującym antygenem
► nie potrafią niszczyć antygenów, ale wiążą je, ułatwiając dostęp innych komórek odpornościowych do zniszczenia antygenów
► wyróżnia się pięć klas immunoglobulin:

Klasa	Opis
IgG	Występują we krwi i tkankach, jako jedyne przenikają przez łożysko (chronią płód). Są głównymi przeciwciałami biorącymi udział w reakcji odpornościowej.
IgA	Występują w wydzielinach błon śluzowych, m.in. przewodu pokarmowego, dróg oddechowych i układu moczowo-płciowego, zapewniając obronę w miejscu występowania.
IgM	Występują na powierzchni limfocytów B oraz we krwi. Wydzielane we wczesnych stadiach reakcji odpornościowej organizmu, eliminują patogeny zanim zostaną wytworzone odpowiednie ilości IgG.
IgD	Występują na powierzchni limfocytów B, biorą udział w ich różnicowaniu.
IgE	Występują w tkankach, powodują uwalnianie histaminy z komórek tucznych. Uczestniczą w zwalczaniu pasożytów oraz w reakcjach alergicznych.

Układ dopełniacza:
► tworzony przez zespół ok. 30 enzymów osocza krwi
► wspomaga czynność przeciwciał w zwalczaniu infekcji
► aktywowany przez połączenie antygenu z przeciwciałem (IgG lub IgM), którego aktywacja prowadzi do m.in. niszczenia komórek bakteryjnych i zakażonych komórek organizmu, gromadzenia się komórek układu odpornościowego w miejscach procesów zapalnych oraz stymulowania syntezy i uwalniania białek pełniących funkcje regulatorowe w procesach odpornościowych

Cytokiny:
► różnorodne peptydy lub białka wytwarzane i wydzielane przez komórki układu odpornościowego
► wpływają one na wzrost, namnażanie i aktywowanie komórek uczestniczących w odpowiedzi immunologicznej
► ze względu na funkcje wyróżnia się m.in. interleukiny, interferony i chemokiny

Temat: Funkcjonowanie układu odpornościowego

1. Antygeny – najczęściej białka lub polisacharydy znajdujące się na powierzchni mikroorganizmów chorobotwórczych, które wniknęły do organizmu. Mogą nimi być również toksyny wydzielane przez bakterie, grzyby lub pasożyty. Podstawą działania układu immunologicznego jest zdolność do ich rozróżniania. Antygeny są rozpoznawane przez układ odpornościowy jako obce i wywołują odpowiedź immunologiczną organizmu.

2. Rodzaje odporności:

Nieswoista (wrodzona) – obecna w chwili narodzin, nie jest skierowana przeciwko konkretnym antygenom; obejmuje: ● naturalne bariery ochronne ● komórki NK, komórki żerne (makrofagi, granulocyty obojętnochłonne i zasadochłonne) ● cząsteczki uczestniczące w reakcjach odpornościowych (układ dopełniacza, interferon)

Swoista (nabyta) – kształtuje się w trakcie całego życia, jest skierowana przeciwko konkretnym antygenom, jej uruchomienie wymaga pewnego czasu; obejmuje odpowiedź ● komórkową z udziałem limfocytów Tc ● humoralną z udziałem przeciwciał produkowanych przez limfocyty B

3. Bariery odpornościowe:
a) fizyczne:
● mechaniczna bariera nieuszkodzonej skóry
● błona śluzowa przewodu pokarmowego, dróg oddechowych, która dzięki śluzowi i rzęskom (drogi oddechowe) zatrzymuje i usuwa liczne patogeny
● fizjologiczne odruchy obronne (np. kaszel, kichanie, wymioty, biegunka), które umożliwiają gwałtowne pozbycie się patogenów z organizmu
b) chemiczne:
● niskie pH potu i soku żołądkowego, które utrudnia rozwój mikroorganizmów chorobotwórczych
● ślina i łzy zawierające lizozym – białko o działaniu bakteriobójczym
● związki o właściwościach bakteriobójczych i grzybobójczych, produkowane przez symbiotyczną florę jelitową
● niektóre białka osocza (enzymy, białka ostrej fazy, układ dopełniacza)

4. Mechanizm swoistej odpowiedzi immunologicznej:

Wyróżnia się dwa typy odpowiedzi:
a) odpowiedź typu humoralnego, w której biorą udział przeciwciała obecne we krwi, limfie i płynach tkankowych oraz na powierzchni komórek,
b) odpowiedź typu komórkowego, w której z antygenem reagują bezpośrednio limfocyty T

Porównanie odpowiedzi komórkowej z humoralną:

Cechy	Odpowiedź komórkowa	Odpowiedź humoralna
Charakterystyka	odpowiedź z udziałem limfocytów Tc	odpowiedź z udziałem przeciwciał wytwarzanych przez limfocyty B
Elementy biorące udział w odpowiedzi	komórka prezentująca antygen, limfocyty Tc	komórka prezentująca antygen, limfocyty Th, limfocyty B, plazmocyty, przeciwciała

5. Linie obrony organizmu:

6. Przebieg odpowiedzi immunologicznej:
















7. Reakcja zapalna – jest ona odpowiedzią organizmu na skutek infekcji lub urazu (mechanicznego lub chemicznego). Należy ona do mechanizmów odporności nieswoistej. Podczas reakcji zapalnej dochodzi do wzmożonego wytwarzania wielu białek przez komórki różnych tkanek i uwalniania przez granulocyty zasadochłonne oraz komórki tuczne substancji, m.in. histaminy i prostaglandyn. Rekcja objawia się bólem, czerwienieniem i obrzękiem w miejscu infekcji lub urazu oraz podwyższoną temperaturą, która może dotyczyć także całego organizmu. W trakcie reakcji zapalnej dochodzi do rozszerzenia naczyń krwionośnych i zwiększenia ich przepuszczalności, wskutek czego do zaatakowanej tkanki mogą przedostawać się różne komórki układu odpornościowego w celu destrukcji antygenów.

8. Odróżnianie przez układ immunologiczny komórek własnych od innych (obcych) jest związane z istnieniem autoantygenów (antygenów własnych organizmu), pełniących funkcje swoistych identyfikatorów. Nazywa się je głównym układem zgodności tkankowej. Porównując antygeny zgodności tkankowej komórek, układ odpornościowy rozpoznaje komórki pochodzące z innego organizmu i rozpoczyna z nim reakcję z obronną. Im bliższe pokrewieństwo między ludźmi, tym większe podobieństwo tych antygenów. Badanie zgodności tkankowej stosuje się w transplantologii.

9. Odporność czynna i bierna:

Odporność bierna – nabyta przez wprowadzenie do organizmu gotowych przeciwciał.

Odporność czynna – samodzielnie wytworzona.

Surowica odpornościowa (np. przeciwtężcowa lub surowica neutralizująca jady węży) podawana jest w szczególnych sytuacjach. Zawiera ona gotowe przeciwciała, dzięki czemu organizmowi zostaje dostarczona pomoc do walki z patogenem w szybkim czasie. Pozwala ona szybko unieszkodliwić antygen, ale nie daje trwałej odporności.

10. Podczas pierwszego kontaktu z patogenem organizm uruchamia mechaniczny odpornościowe – jest to tzw. pierwotna odporność immunologiczna. Po zwalczeniu patogenu w organizmie pozostają limfocyty T i B (komórki pamięci) oraz pewna ilość przeciwciał wytworzonych przeciwko temu patogenowi. Stanowią one pamięć immunologiczną. Dzięki niej przy kolejnym kontakcie z tym antygenem reakcja obronna jest szybsza i znacznie silniejsza, często również przebiega bez objawów chorobowych. Taką reakcję nazywamy wtórną odpowiedzią immunologiczną. Mechanizm ten stosuje się podczas szczepień.







Temat: Zaburzenia funkcjonowania układu odpornościowego:

1. Choroby układu odpornościowego:

	Nazwa	Charakterystyka	Przyczyny
Choroby autoimmunizacyjne	Anemia hemolityczna	przeciwciała atakują krwinki czerwone, doprowadzając do ich lizy	złożone, m.in. uwarunkowane genetycznie, zaburzenia czynności limfocytów ts, reakcje krzyżowe
	miastenia	przeciwciała atakują receptory komórek mięśniowych odbierające impuls nerwowy, co blokuje skurcz mięśni
	Cukrzyca typu I	limfocyty T niszczą komórki trzustki wytwarzające insulinę
	Stwardnienie rozsiane	limfocyty T wpływają na niszczenie osłonek mielinowych neuronów w mózgowiu i rdzeniu kręgowym
Alergie		układ odpornościowy silnie reaguje na kontakt z nieszkodliwymi dla osób zdrowych antygenami, tzw. alergenami	złożone, m.in. uwarunkowane genetycznie, środowisko życia, zanieczyszczenie powietrza
AIDS		niszczenie limfocytów Th, przez co organizm nie jest zdolny do zwalczania antygenów – upośledzenie odporności	HIV, który atakuje limfocyty Th

2. Działanie histaminy, mediatora reakcji alergicznych:

Działanie histaminy	Objawy
Zwężenie dróg oddechowych	Świszczący oddech, trudności w oddychaniu
Rozszerzenie naczyń krwionośnych	Zaczerwienienie w miejscu kontaktu z alergenem, pojawia się pokrzywka; w wypadku reakcji uogólnionej może dojść do śmiertelnego w skutkach wstrząsu anafilaktycznego (na skutek którego spada ciśnienie krwi i dochodzi do skurczu oskrzeli)
Zwiększanie przepuszczalności małych naczyń krwionośnych	Miejscowy obrzęk tkanek (uogólniony może przyczynić się do wstrząsu)
Stymulowanie zakończeń nerwowych	Swędzenie i miejscowa bolesność
Zwiększenie wydzielania śluzu w drogach oddechowych	Zwężenie światła dróg oddechowych, trudności w oddychaniu

3. Reakcja anafilaktyczna – uogólniona odpowiedź alergiczna, niebezpieczna dla życia. Może wystąpić, gdy alergen dostanie się do krwiobiegu.

4. Mechanizm reakcji alergicznej:
Pierwszy kontakt z alergenem nie daje objawów. Przygotowuje organizm do szybkiej odpowiedzi podczas ponownego kontaktu z antygenem. Proces uczulenia rozpoczyna się, gdy makrofagi pochłaniają alergen i prezentują jego fragmenty limfocytom Th. W odpowiedni limfocyty Th wydzielają zaliczane do cytokin białko (zwane interleukiną-4), które pobudza limfocyty B do namnażania się i przekształcania w plazmocyty produkujące przeciwciała IgE. Ich wytwarzanie może trwać wiele dni, ponadto nie zanikają one nawet wówczas, gdy alergen, który wywołał reakcję, został wyeliminowany. Wiążą się one z powierzchnią komórek tucznych krążących we krwi bazofili.

Powtórny kontakt z alergenem powoduje, że w ciągu kilku sekund alergen wiąże się z przeciwciałami IgE znajdującymi się na powierzchni komórek tucznych. To pobudza komórki do wydzielania tzw. mediatorów reakcji alergicznej, które odpowiadają za objawy alergii. Jednym z mediatorów jest histamina. W większości wypadków reakcja alergiczna przechodzi w fazę przewlekłą. Pobudzone komórki tuczne za pomocą sygnałów chemicznych oddziałują na bazofile, eozynofile, makrofagi i limfocyty Tc, powodując ich przechodzenie z krwi do tkanek. W tkankach komórki te wydzielają substancje przedłużające objawy alergii oraz uszkadzające tkankę.
Temat: Uwarunkowania zdrowia. Choroby zakaźne i pasożytnicze

1. Czynniki chorobotwórcze:

	biologiczne	chemiczne	fizyczne	genetyczne	społeczne
Przykłady	Drobnoustroje chorobotwórcze, protisty i zwierzęta pasożytnicze	Pierwiastki i związki chemiczne, niektóre używki, niewłaściwe dawkowanie leków	Czynniki mechaniczne, zbyt wysoka lub niska temperatura, promieniowanie	Cechy wrodzone organizmu	Zbyt silny stres, konflikty międzyludzkie
Skutki	Choroby zakaźne i pasożytnicze	Zatrucie organizmu, oparzenia	Urazy mechaniczne, oparzenia, odmrożenia, choroba popromienna	Choroby genetyczne, skłonność do zapadania na schorzenia	Nerwice, choroby psychiczne

2. Podział dróg przenoszenia się chorób:
a) bezpośrednie:
● kontakt z chorym (np. ospa wietrzna, dur brzuszny)
● przez łożysko (np. różyczka, toksoplazmoza)
● w trakcie porodu (np. opryszczka)
b) pośrednie:
● powietrzna (np. gruźlica, ospa)
● pokarmowa (np. tasiemczyce, czerwonka)
● przez glebę (np. tężec)
● przez stawonogi (np. malaria, borelioza)
● przez przedmioty (np. wszawica)

Temat: Choroby nowotworowe

1. Podział nowotworów ze względu na szybkość rozwoju komórek nowotworowych:
a) nowotwory łagodne:
– charakteryzują się dość powolnym wzrostem
– nie tworzą przerzutów (czyli guzów wtórnych, które powstają w innych miejscach organizmu z komórek oderwanych od guza pierwotnego i przeniesionych z krwią i limfą)
– ich komórki są zróżnicowane i dojrzałe, niewiele różnią się budową od prawidłowej tkanki
– nie naciekają prawidłowej tkanki ani jej sąsiednich narządów, co oznacza, że rozrastający się nowotwór nie wnika między prawidłowe komórki, tylko rozpycha je
– nie stanowią zagrożenia życia (poza tymi, których lokalizacja lub rozmiar uniemożliwia funkcjonowanie ważnych narządów organizmu, np. mózgu czy serca)
– zwykle otoczone łącznotkankową torebką, co ułatwia ich całkowite usunięcie

b) nowotwory złośliwe:
– charakteryzują się szybkim rozrostem
– tworzące je komórki są niedojrzałe, a ich budowa różni się od budowy komórek typowych dla danej tkanki
– im mniej zróżnicowane są komórki nowotworu, tym bardziej jest on złośliwy (ekspansywny)
– rozrasta się, naciekając na sąsiednie tkanki i narządy, przez co upośledza ich funkcje
– trudny do usunięcia, ponieważ nie można go oddzielić od zdrowej tkanki
– tworzy liczne przerzuty w okolicy guza pierwotnego, a ponadto w węzłach chłonnych i do innych narządów, co bardzo utrudnia leczenie
– obecność przerzutów świadczy o zaawansowaniu choroby i znacznie pogarsza stan chorego, co prowadzi w wielu wypadkach do śmierci

Zarówno guzy łagodne, jak i złośliwe klasyfikuje się oraz nazywa ze względu na rodzaj tkanki, z której powstają. Na przykład powstające z nabłonka nowotwory łagodne to brodawczaki i gruczolaki, a nowotwory złośliwe to zazwyczaj raki. Nie każdy nowotwór złośliwy jest rakiem, choć każdy rak jest nowotworem złośliwym.
Klasyfikacja nowotworów:

2. Czynniki kancerogenne:
a) biologiczne:
● HBV
● HPV (niektóre typy)
● HIV (pośrednio)
b) chemiczne:
● alkohol etylowy
● arsen (niektóre związki)
● azbest
● benzen
● chlorek winylu
● chrom (niektóre związki)
● dym tytoniowy
● estrogeny
● nikiel (niektóre związki)
● oleje mineralne
● pył drzewny
● sadza
● smoła
● tlenek kadmu
● węglowodory aromatyczne

3. Nowotwór a zmiany w obrębie cyklu komórkowego:
► Protoonkogeny – geny odpowiedzialne za kontrolowania prawidłowego cyklu komórkowego. Mutacja w ich obrębie powoduje nieograniczoną zdolność komórki do podziału. Zmutowana protoonkogeny nazywa się onkogenami.

► Antyonkogeny – inaczej geny supresorowe. W prawidłowych komórkach ich produkty rozpoznają miejsca uszkodzeń DNA i na czas ich naprawy hamują wejście komórki w stan mitozy. Jeśli uszkodzenia są zbyt duże, a ich naprawa jest niemożliwe, to kierują komórkę na drogę programowanej śmierci (apoptozy). Mutacja w tych genach blokuje ich działanie, co sprawia, że komórki nieustanie się dzielą i nie ulegają apoptozie. Zmiany w obrębie tych genów niemal zawsze prowadzą do transformacji nowotworowej, np. mutacja genu TP53 (należącego do tej grupy) występuje w 50% przypadków nowotworów.

► Geny mutatorowe – inaczej geny opiekuńcze. Odpowiadają one za naprawę uszkodzeń DNA powstałych podczas replikacji lub na skutek działania czynników mutagennych. Zaburzenie działania tych genów prowadzi do wielu mutacji rozproszonych w całym genomie, w tym także w protoonkogenach i genach supresorowych (antyoknkogenach). W związku ze specyfikacją ich działania jedna mutacja w ich obrębie generuje kolejne.



4. Karcinogeneza – złożony proces powstawania nowotworu, w którym wyróżnia się cztery główne etapy: preinicjację, inicjację, promocję i progresję.