Alergologia 06.11.2009 wyklad .

Antygen → to substancja / czasteczka zdolna do wywolania swoistej odpowiedzi immunologicznej.

Immunogennosc → zdolnosc wywolania odpowiedzi immunologicznej

Alergenowosc → zdolnosc do selektywnego reagowania ze swoistymi przeciwcialami lub uczulonymi limfocytami

Epitop → pojedyncza determinanta antygenu, jest rozpoznawana i laczy się z paratopem przeciwciala lub receptora TCR , na jednej czasteczce antygenu może znajdowac się wiele epitopow.

Epitopy mogą być linearne lub konformacyjne. Mogą znajdowac się na powierzchni lub wewnatrz czasteczki.

Immunogennosc

Obcosc → czasteczka musi być rozpoznana jako obca - „nie wlasna „

właściwości immunogenne → antygenu są tym większe, im bardziej odlegly ewolucyjnie jest organizm z którego pochodza

Wielkosci czasteczek → najlepszymi immunogenami są czasteczki, które mają ok. 100kDa

Sklad chemiczny oraz heterogennosc → najbardziej immunogenne są bialka i polisacharydy. Syntetyczne homopolimery nie wykazuja właściwości immunogennych – nie budza zainteresowaniaukladu immunologicznego .

Mozliwoasc degradacji – prezentacji – zanim komorki zerne beda mogly zaprezentowac antygen limfocytom T , musi on zostac najpierw zdegradowany .

Miejsce kontaktu → podskorne domiesniowo, do wezla chlonnego

Adiuwanty → przedluzaja czas ekspozycji, pobudzaja komorki ukladu immunologicznego.

Antygeny

• synergiczne Izoantygen → u osobnikow identycznych genetycznie

• autologiczne → wlasne

• alogeniczne → u odobnikow tego samego gatunku

• ksenogeniczne → roznych gatunkow

• heterofilne → u roznych gatunkow zwierzat i roslin

• antygeny monowalentne → zawierajace tylko jeden epitop i wiazace sie z pojedynczym paratopem. Zawsze monowalentne są hapteny

• antygeny poliwalentne → wiazace się z kilkoma paratopami jednoczesnie. Ten typ antygenow może tworzyc duze, wytracajace się w tkankach kompleksy immunologiczne

• swoiste tkankowo, komorkowo

• kryptoantygeny → autoantygeny

Antygeny i Hapteny

Antygeny

Bialka , Lipoproteiny , Glikoproteiny

Hapteny → czasteczki które nie są immunogenne , choc mają właściwości antygenowe

Hapteny mogą stac się immunogenne po zwiazaniu z bialkiem- nosnikiem

Zdolnosc haptenow do indukowania swoistej odpowiedzi humoralnej po zwiazaniu z nosnikiem wykorzystuje się do otrzymywania przeciwcial skierowanych np. przeciw hormonom ( testy diagnostyczne) .

Zwiazanie się haptenow ( leki) z bialkami organizmu np. bialkami osocza może prowadzic do reakcji nadwrazliwosci ( uczulen ) .

Immunoglobuliny = przeciwciala

Immunoglobuliny yo glikoproteidy zlozone z lancuchow peptydowych polaczonych mostkami siarczkowymi ( -S-S-)

W sklad jednej czasteczki wchodza :

• dwa lancuchy lekkie – L (light ) 25 kDa

• dwa lancuchy ciezkie – H ( heavy ) 50-72 kDa

(rysunek )

Fab – fragment wiazacy antygen.

Fc – fragment krystalizujacy – wiaze się z receptorem Fc na roznych komorkach ( neutrofilach , bazofilach, eozynofilach, komorkach NK. ) W zaleznosci od budowy fragmentu Fc rozrozniamy klasy immunoglobulin : IgA, IgG, IgM, IgE oraz podklasy IgG 1,2,3,4, IgA 1,2.

(rysunek )

	IgG	IgA	IgM	IgE
Stezenie z surowicy mg/dL	1200	200	120	0,05
Okres poltrwania ( dni)	21	6	10	2
Aktywacja dopelniacza	++	-	++++	-
Opsonizacja	++++	+	-	-
Aktywnosc p-wirusowa	++	+++	+	-
Uczulenie k. tucznych	-	-	-	+

Czastki immunologlobulinopodobne

Naleza do rodzin immunoglobulin.

W sklad ich budowy wchodzi przynajmniej 1 domena :

• immunoglobuliny

• receptory limfocytow T

• czasteczki MHC

• Czasteczki CD obecne na powierzchni limfocytow T

• receptory komorkowe

Immunoglobulina G

• stanowi od 80% wszystkich przeciwcial surowicy.

• Istnieja 4 podklasy rozniace się wlasciwosciami biologicznymi

• IgG1, IgG3 oraz IgG4 zdolne są do przekroczenia bariery lozyska, dzieki receptorom Fc©R na powierzchni komorek trofoblastu – matczyna IgG zapewnia obrone w pierwszych miesiacach zycia

• IgG1 ,IgG2, oraz IgG3 aktywuja uklad dopelniacza

• IgG1 oraz IgG3 wiaza się z wysokim powinowactwem z FcR obecnym na powierzchni komorek zernych – posrednicza w opsonizacji

• IgG uczestnicza we wtornej odpowiedzi immunologicznej

Immunoglobulina IgA

Ma 2 formy :

Surowicza IgA1

Wydzielnicza sIgA – glownie IgA2 – jest obecna w slinie , lzach pocie , wydzielniach ukladu pokarmowego, oddechowego i moczowoplciowego.

W wydzielinach sluzowo-surowiczych sIgA wystepuje w postaci dimerow, trimerow, a nawet tetramerow polaczonych lancuchem J .

sIgA wystepuje w pokarmie kobiecym ( siarze )

sIgA zawieraja także fragment wydzielniczy, który chroni je przed dzialaniem proteaz i który umozliwia im wedrowke przez cytoplazme komorek nablonkowych lub komorek wydzielniczych gruczolow lzowych, sluzowych lub mlecznych.

Fragment wydzielniczy to fragment receptora, który wiaze IgA na powierzchni komorek nablonkowych .

Immunoglobulina M

• jest to pierwsza immunoglobulina syntetyzowana przez plod

• wraz z IgD obecna jest w blonie dojrzalych, dziewiczych limfocytow B (IgD – prawdopodobnie uczestniczy w aktywacji limfocytow B )

• w surowicy wystepuje w postaci pentameru lub heksameru polaczonego lancuchem J

• ze względu na wielkosc z trudem dyfunduje; uczestniczy w odpowiedzi pierwotnej

• bardzo ekektywnie aktywuje uklad odpornosci

Immunoglobulina IgE

• Wystepuje w surowicy w bardzo niskim stezeniu, w postaci monomeru

• IgE uczestnicza w reakcjach alergicznych typu I

• Fragment Fc wiaze się z receptorem FcSR obecnym na powierzchni bazofilow i komorek tucznych

• Po zwiazaniu z alergenem p-ciala IgE powoduja degranulacje tych komorek i uwalnianie mediatorow ( histamina )

Przeciwciala antyidiotypowe

• Przeciwko epitopowi bakterii powstaje p-cialo z paratopem w czesci zmiennej

• To p-cialo może być antygenem – wówczas paratop staje się epiopem dla kolejnego p-ciala

• Takie p-cialo to p-cialo antyidiotypowe

Roznorodnosc przeciwcial

Dzieki genetycznie uwarunkowanej zmiennosci miejsc wiazacych antygen Uklad immunologiczny ssaka portafi rozpoznac przynajmniej 10⁹ roznych determinant antygenowych

P-ciala są unikatowe dla danego klonu limfocytu B .

Jeden klon limfocytow B wytwarza czasteczki przeciwcial o identycznych determinantach idiotypowych .

Uklad odpowiedzi immunologicznej

Immunoregulacja

Odpornosc nieswoista

Bariera mechaniczna skory,blony sluzowej

oczuszczanie blony sluzowej, niskie pH

bakterie fizjologiczne

reakcjie obronne – kaszel , katar , wymioty , bieguna

Substancje bakteriobojcze i bakteriostatyczne :

• lizozym, spermina, laktoferyna i transferyna, defensyny, opsoiny

czasteczki adhezyjne – selektyny, chemokiny, integry

Interferon IFN a b i INF g

Dopelniacz

Makrofagi

komorki NK, ADCC

Odpornosc swoista

Uklad limfatyczny

Glowne narzady i tkanki limfatyczne

Pierwotne narzad limfatyczne

• grasica → rozwój i dojrzewanie limfocytow T, selekcja limfocytow pod wzgledem tolerancji na autoantygeny ;

• szpik kostny → rozwój i dojrzewanie limfocytow B

Wtorne narzady i tkanki limfoidalne

• pierscien Waldeyera ( wezly chlonne ,migdalki )

• tkanki limfoidalne zwiazane z oskrzelami

  • wezly chlonne → antygeny krazace w chlonce absorbowane przez skore, jelita

  • sledziona → rozpoznawanie antygenow pochodzacych z krwi miggalki,

• guzki limfoidalne ( taknaki limfatyczne )

  • wezly chlonne krezkowe

• Kepki Peyera

• tkanka limfoidalna moczowo-plciowa

  • wezly chlonne

MALT → zwiazana z blona sluzowa (BALT drogi oddechowe, GALT przewod pokarmowy , uklad moczowo- plciowy )

SALT – zwiazana ze skora

Limfocyty

• powstaja z komorek macierzystych narzadow pierwotnych ( szpik kostny , grasica )

• zasiedlaja wtorne narzdy limfatyczne

• dojrzewaja → p-ciala, → uczulone limfocyty

• rozpoznaja antygeny

• stanowia od 20-40% wszystkich leukocytow ( krwinek bialych )

• stale kraza poprzez krew i chlonke :

  opuszczaja naczynia - wedruja do tkanek

  powracaja do wezlow limfatycznych

Typy limfocytow

1. limfocyty null = komorki NK ( natural killer )

   powstaja w szpiku kosntym,

   nie posiadaja na powierzchni czasteczek swoiscie wiazacych antygen

2. limfocyty B → odpowiedz humoralna

   powstawaja i dojrzewaja w szpiku kostnym

   posiadaja na powierzchni czasteczki rozpoznajace antygen

3. limfocyty T → odpowiedz komorkowa

   powstaja w szpiku kostnym

   dojrzewaja w grasicy (Thymus)

   posiadaja na powierzchni czasteczki rozpoznajace antygen

Limfocyty dziewicze → to limfocyty B lub T, które nie zetknely się jeszcze ze swoistym antygenem

Limfoctyty T i B → aby zadzialac muszą się znalezsc w stanie pobudzenia → staja się wowcza komorkami efektorowymi, które

• wytwarzaja przeciwciala (B)

• lub niszcza zakazone komorki (T)

Przeksztalacaja się w komotki pamieci T lub B

Limfocyty roznicuje się za pomoca antygenow roznicowania CD (Cluster of Differentiation ok.250 ) oraz wytwarzanych cytokin ( limfokin ) .

Typy limfocytow

LIMFOCYTY T

Tc – cytotoksyczne CD8 → efekt cytotoksyczny = zabijaja zakazone komorki i komorki nowotworowe

• rozpoznaja antygen z udzialem czasteczek MHC I

• limfocyty NKT

• komorki NK

Th – pomocnicze CD4 → rozpoznaja antygen z udzialem czasteczek MHC klasy II

Th1 → wzrost reakcji komorkowej

Th2 → wzrost reakcji humoralnej

Tm – pamieci CD8/CD4 → pamiec immunologiczna

Ts – supresorowe CD8 → hamowanie pelnia funkcje regulatorowe i supresorowe

utrzymuja stan autotolerancji → hamuja aktywnosc autoraktywnych klonow limfocytow T

Uczestnicza w utrzymaniu tolerancji na antygeny podane doustnie tolerancja pokaromowa.

Treg – regulatorowe CD4 CD25 → tolerancja

• receptory TLR (Toll-like ) rozpoznaja wzory bialek charakterysyczne dla roznych patogenow.

Glowny uklad zgodnosci tkankowej

MHC – glowny uklad zgodnosci tkankowej. Zespol bialek , odpowiedzialnych za prezentacje antygenow.

MHC klay I → znajduja się na wszystkich jadrzastych komorkach czlowieka

MHC klasy II → wystepuja na komorkach immunokompetentnych ( prezentacja antygenu)

MHC klasy III ( zwiazane z dopelniaczem)

U ludzi MHC = HLA (human leukocyte antigens)

MHC I = HLA-A, -B, -C

MHC II =

Komorki prezentujace antygen ( APC )

Makrofagi → ( fagocytoza i fragmentacja antygenu )

Limfocyty B → prezentujace glownie antygeny rozpoznawane przez wlasny receptor BCR

Komorki dendrytyczne → (KD) – najbardziej profesjonalne ( glownie skora )

Pod wplywem IFN g inne komorki mogą syntetyzowac czasteczki MHC klasy II i prezentowac antygen limfocytom T ( monocyty , neutrofile, enterocyty, keratynocyty )

od prezentacji zaczyna sie kazda reakcja immunologiczna .

Prezentacja antygenu

obrobka antygenu

MHC I → prezentuja antygeny wewnatrzkomorkowe

• enzymatyczne ciecie bialek na peptydy

• prezentacja peptydow ( do 10 aminokwasow )

Patogeny ( wirusy) mogą uszkadzac MHC I

Wtedy komorka będzie niszczona przez komorki NK zabijajace komorki ze slaba ekspresja MHC

MHC II → prezentuja antygeny egzogenne

• endocytoza ( fagocytoza, pinocytoza )

• enzymatyczne ciecie bialek na peptydy

Polaczenie MHC II z peptydem

Limfocyty T → rozpoznaja male fragmenty peptydow prezentowane na powierzchni komorkek APC poprzez receptor TCR lacznie z czasteczkami MHC; tzw. restrykcja MHC lub rozpoznanie asocjatywne;

Limfoctyty B → rozpoznaja antygen T- niezalezne ( bardziej oporne na degradajce przez APC)

poprzez receptory immunoglobulinowe IgM → klonalna aktywacja B → komorki plazmatyczne → wytwarzanie przeciwcial

Antygenty T-zalezne → wytwarzanie przeciwciala powstaje w kooperacji B i glownie Th2

Tolerancja immunogiczna

Anergia klonalna → wprowadzenie limfocytu na pewien czas w stan „uspienia” tak.aby mimo rozpoznania antygenu nie mogl on ulec aktywacji przez zablokowanie sygnalow dodatkowych przy prezentacji antygenu

delecja klonalna → calkowite usuniecie reagujacych na antygen limfocytow poprzez apoptoze

sekwestracja antygenu → oddzielenie bariera anatomiczna ( lozysko ,OUN, przednia komora oka, jadro )

ignorancja antygenu → wystepowania antygenu w stezeniach niewystarczajacych do pobudzenia limfocytow

tolerancja centralna (pierwotna ) zachodzi w :

• grasicy ( dotyczy limfocytow T)

• szpiku kostnym oraz w watrobie plodowej ( dotyczy limfocytow B )

  proces ten oznacza nabywanie tolerancji dla wlasnych antygenow przez niedojrzale limfocyty.

  Tolerancja centralna składa się glownie z delecji klonalnej ,zachodzi w dwoch etapach :

• selekcja pozytywna (przezywaja limfocyty T z teceptorem TCR zdolnym do rozpoznawania antygenow MHC na komorkach grasicy, ale wiazace się z tym receptorem slabo oraz limfocyty B nie reagujace z wlasnymi antygenami)

• selekcja negatywna (niszczona są limfocyty T które wiaza się z kompleksem MHC + wlasny antygen oraz limfocyty B które silnie wiaza wlasne antygeny)

  W procesie nabywania tolerancji pierwotnej ginie 90% limfocytow.

Tolerancja obwodowa (pozna, nabyta )

zachodzi w narzadach limfatycznych obwodowych( sledziona , wezly chlonne) dla limfocytow T i B.

Mechanizmy :

Anergia klonalna → inaktywacja autoreaktywnych limfocytow, staly kontaktu z antygenami wlasnymi a w przypadki limfocytow B braku stymulacji ze strony nie reagujacych na wlsne antygeny limfocytow T.

Apoptoza – smierc limfocytow jest indukowana poprzez aktywacje bialka sygnalowego Fas/FasL i konczy się apoptoza.

Regulaja odpowiedzi immunologicznej

• funkcje limfocytow Treg i Ts

• Interakcja limf. T CD40L<>CD40) na APC

• ekspresja MHC na APC ( na komorce prezentujacej antygen )

• siec idiotypowa

Przeciwciala anty-idiotypowe powstaja w nastepstwie powstania przeciwcial przeciez fragmentowi Fab.

Indukuja odpowiedz anty-anty-idiotypowa itd.... co prowadzi do stopniowego wygaszania odpowiedzi immunologicznej przeciw danemu antygenowi

• regulacja neuro-hormonalna

  limfocyty wykazuja ekspresje receptorow dla wielu hormonow, neurotransmiterow (stres)

Immunosupresja

Hamowanie reakcji immunologicznej

• usuniecie narzadu ( sledziona), niszczenie komorek( limfocytow) – promieniowanie jonizujace

• srodki limfocytotoksyczne – zaburzaja funkcje komorek ( dzialanie na DNA )

• Cyklosporyna – wplywa na Limfocyty T ( CD4 ) poprzez hamowanie Interleukiny 2

• Glikokortykosteroidy – dzialanie przeciwzapalne

• przeciwciala monoklonalne

Modyfikacje odpowiedzi immunologicznej

• nieswoista immunizajca ( BCG , lizaty bakteryjne )

• bierna immunizajca: podanie dozylne preparatow immunoglobulin

• czynna immunizacja – szczepienia

• szczepionki alergenowe