Immunologia WykÅ‚ad 1 - 2 UkÅ‚ad immunologiczny wprowadzenie Komórki i tkanki ukÅ‚adu odpornoÅ›ciowego Definicja IMMUNOLOGIA (ang. immunology) GaÅ‚Ä…z nauk biologicznych; nazwa immunologia oznacza naukÄ™ o odpornoÅ›ci: pochodzi od słów: immunis (Å‚ac.) wolny od obciążeÅ„, odporny i logos (gr.) sÅ‚owo, nauka Przedmiotem badaÅ„ immunologii sÄ… procesy, dziÄ™ki którym ustrój ludzki i zwierzÄ™cy utrzymuje równowagÄ™ Å›rodowiska wewnÄ™trznego w przypadku zadziaÅ‚ania substancji obcej, czy to pochodzenia zewnÄ™trznego, czy też pochodzenia ustrojowego (Åšlopek S. Ilustrowany sÅ‚ownik immunologiczny) W.Nowacki 2010 1 Immunologia Pochodzenie komórek immunologicznych UkÅ‚ad odpornoÅ›ciowy OPORNOŚĆ a ODPORNOŚĆ RESISTENTIA = OPORNOŚĆ IMMUNITAS = ODPORNOŚĆ = odporność wrodzona = odporność nabyta nieswoista swoista brak pamiÄ™ci immunologicznej pamięć immunologiczna Bariery biologiczne: -mechaniczne -fizyczne -chemiczne -ekosystemy bakteryjne Fagocyty: monocyty, makrofagi, Limfocyty (komórki: Th, Tc, Ts, Tm granulocyty oraz B komórki plazmatyczne, Bm (PMG polymorphonuclear APC (Antigen Presenting Cells) neutrophil), komórki NK (Natural Killer) = LGL Lizozym, ukÅ‚ad dopeÅ‚niacza, BOFZ, PrzeciwciaÅ‚a = immunoglobuliny IFN i inne cytokiny W.Nowacki 2010 2 Immunologia ODPORNOŚĆ BIERNA Komórkowa, humoralna CZYNNA Nabyta w sposób: - naturalny - sztuczny Miejsca kontaktu z ANTYGENEM TKANKA LIMFATYCZNA ZWIZANA ZE SKÓR SALT Skin Associated Lymphoid Tissue = SIS Skin Immune System TKANKA LIMFATYCZNA ZWIZANA Z BAONAMI ÅšLUZOWYMI Mucosa Associated Lymphoid Tissue ( MALT ) NALT Nose Associated Lymphoid Tissue ( Tkanka limfatyczna zwiÄ…zana z bÅ‚onami Å›luzowymi nosa ) BALT Bronchus Associated Lymphoid Tissue ( Tkanka limfatyczna zwiÄ…zana z bÅ‚onami Å›luzowymi oskrzeli) GALT Gut Associated Lymphoid Tissue ( Tkanka limfatyczna zwiÄ…zana z bÅ‚onami Å›luzowymi jelita ) Ro-ALT Reproductive organ Associated Lymphoid Tissue ( Tkanka limfatyczna zwiÄ…zana z bÅ‚onami Å›luzowymi narzÄ…du rozrodczego ) Antygen ANTYGEN ( antigen Ag , syn. immunogen ) Jakakolwiek czÄ…steczka, która może być swoiÅ›cie rozpoznana przez elementy ukÅ‚adu odpornoÅ›ci nabytej, to znaczy przez komórki B lub T, lub przez obie. Jest to substancja wzbudzajÄ…ca w odpowiednich warunkach wystÄ…pienie jednego, kilku lub wszystkich czterech typów odpowiedzi immunologicznej: Øðhumoralnej Øðkomórkowej Øðswoistej tolerancji immunologicznej ØðpamiÄ™ci immunologicznej Zdolność wywoÅ‚ania odpowiedzi immunologicznej jest też okreÅ›lana jako immunogenność. W.Nowacki 2010 3 Immunologia Hapten HAPTEN ( haptens, syn. antygen resztkowy ) To taka substancja, która ma zdolność wejść w reakcjÄ™ z uczulonÄ… komórkÄ… lub przeciwciaÅ‚em, ale nie może wywoÅ‚ać reakcji immunologicznej. Hapten nabiera immunogennoÅ›ci, gdy poÅ‚Ä…czony jest z noÅ›nikiem (wówczas np. powstajÄ… przeciwciaÅ‚a przeciwko haptenowi i noÅ›nikowi). StÄ…d też hapten jest okreÅ›lany jako antygen niepeÅ‚ny (resztkowy). Ag konwencjonalny Ag wÅ‚asne (self) i nie wÅ‚asne (non self) czyli Ag konwencjonalny Antygeny (self i non-self) rozpoznawane sÄ… przy pomocy głównego ukÅ‚adu zgodnoÅ›ci tkankowej (Major Histocompatibility Complex - MHC) Główne Ag uczestniczÄ…ce w rozpoznaniu to: MHC kl. I i MHC kl. II. PodziaÅ‚ antygenów ANTYGEN KONWENCJONALNY (non self) PodziaÅ‚ antygenów Wg. cech biologicznych: Øðbakteryjne Øðwirusowe Øðgrzybicze Wg cech chemicznych: Øðproszki do prania, szampony, farby Øðleki Øðgazy przemysÅ‚owe ØðpyÅ‚y Wg. cech fizycznych: Øðrozpuszczalne Øðkorpuskularne W.Nowacki 2010 4 Immunologia Patogeny wewnÄ…trz- i zewnÄ…trzkomórkowe PodziaÅ‚ antygenów Grasiczozależność: Øðantygeny T-zależne (grasiczozależne) Øðantygeny T-niezależne (grasiczoniezależne) Antygeny reagujÄ…ce krzyżowo pojawienie siÄ™ identycznych lub podobnych determinant w różnych Ag (Ab anty Alb. myszy reaguje z Alb. szczura i królika) Antygeny heterofilne Ag wystÄ™pujÄ…ce u wielu filogenetycznie odlegÅ‚ych gatunków ( Ag Forssmana, mukopolisacharyd wystÄ™pujÄ…cy w erytrocytach wielu gatunków zwierzÄ…t: koÅ„, mysz, pies / brak go u szczura, królika, czÅ‚owieka /. Ag Forssmana obecny jest także u wielu bakterii: Neisseria, Salmonella, Streptococcus. Inny przykÅ‚ad Ag krwinkowy B, zbliżony do Ag niektórych szczepów E . coli; podobieÅ„stwo Ag paciorkowca hemolitycznego grupy A do Ag mięśnia sercowego. Ag homologiczny = Ag, który wywoÅ‚aÅ‚ danÄ… odpowiedz immunologicznÄ… Ag heterologiczny = Ag, który nie braÅ‚ udziaÅ‚u w tej okreÅ›lonej odpowiedzi immunologicznej WykÅ‚ad 1 ANTYGENY WAASNE (self) Integralne Ag gospodarza, głównie Ag transplantacyjne zaliczane do głównego ukÅ‚adu zgodnoÅ›ci tkankowej MHC. Nieimmunogenne Autoantygeny (Ag autologiczne) Ag wÅ‚asne danego osobnika Izoantygeny (Ag izogeniczne) Ag od osobnika o tej samej konstytucji genetycznej ( bliżniÄ™ta jednojajowe, osobniki bardzo homozygotyczne ) Immunogenne Alloantygeny ( Ag allogeniczne ) Ag osobnika tego samego gatunku odmiennego genetycznie Ag ksenogeniczne ( syn. heterologiczne ) Ag osobnika z innego gatunku. WiÄ™kszość Ag z którymi spotykamy siÄ™ w życiu codziennym. W.Nowacki 2010 5 Immunologia Komórki T i B (cz.1) CECHY IDENTYFIKUJCE KOMÓRKI T i B Cecha Limfocyt B Limfocyt T Rozwój Szpik kostny, torba Grasica Fabrycjusza, kÄ™pki Peyera Umiejscowienie WÄ™zeÅ‚ chÅ‚onny strefa WÄ™zeÅ‚ chÅ‚onny strefa korowa, Åšledziona przykorowa, Åšledziona grudki okoÅ‚otÄ™tniczkowe pochewki limfatyczne (PALS) Krążenie Tak Tak Receptor Ag BCR - immunoglobulina TCR biaÅ‚kowy heterodimer poÅ‚Ä…czony z CD3, CD4 lub CD8 Ważny Immunoglobuliny CD2, CD3,CD4 lub CD8 powierzchniowy Ag ANTYGENY RÓŻNICOWANIA = Cluster of differentiation (CD) Wykrywane sÄ… przeciwciaÅ‚ami monoklonalnymi swoistymi dla jednej determinanty antygenowej. Pewne grupy tych przeciwciaÅ‚ ( cluster ) rozpoznajÄ… ten sam Ag ( marker ) różnicowania. Symbolem CD i odpowiedniÄ… cyfrÄ… oznacza siÄ™ struktury powierzchniowe komórek, głównie leukocytów. Komórki T i B (cz.2) CECHY IDENTYFIKUJCE KOMÓRKI T i B Cecha Limfocyt B Limfocyt T Mitogeny Lipopolisacharyd Fitohemaglutynina (PHA), (LPS), Konkanawalina A (ConA), mitogen szkarÅ‚atki Szczepionka BCG (Myco- (PWM) bacterium tuberculosis), PWM Ag rozpoznawany Obce biaÅ‚ko Przetworzone obce biaÅ‚ko z antygenem MHC WywoÅ‚anie tolerancji Trudne Aatwe Komórki potomne Komórki plazmatyczne, Efektorowe komórki T, komórki pamiÄ™ci Komórki pamiÄ™ci Wydzielany produkt Immunoglobuliny Cytokiny W.Nowacki 2010 6 Immunologia Funkcje limfocytów Komórka dendrytyczna APC ( Antigen Presenting Cells ) żðMAKROFAGI żðKOMÓRKI DENDRYTYCZNE GRUDEK CHAONNYCH żðKOMÓRKI LANGERHANSA żðKOMÓRKI DENDRYTYCZNE SPLATAJCE żðLIMFOCYTY B W.Nowacki 2010 7 Immunologia IDCs ( interdigitating cells) -Komórki splatajÄ…ce Cechy komórek: vðObecne w strefach T zależnych vðPrezentujÄ… Ag komórkom T vðKomórki migrujÄ…ce vðMHC kl.II ! vðPrezentujÄ… Ag przetworzony ( Fragment Ag zwiÄ…zany z MHC) APC FDCs (follicular dendritic cells) Komórki dendrytyczne grudek Cechy komórek: vðObecne w strefach B zależnych vðPrezentujÄ… Ag komórkom B vðKomórki osiadÅ‚e ( nie migrujÄ…) vðBrak MHC kl.II ! vðZatrzymujÄ… dÅ‚ugo na swojej pwierzchni antygen w formie kompleksów immunologicznych (Ag-Ab) iccosomy vðWiążą Ag przez receptory dla dopeÅ‚niacza CR1(CD35) i CR2 (CD21) vðPosiadajÄ… receptory dla Fc W.Nowacki 2010 8 Immunologia Iccosomy (immune complex coated bodies) Fc R ( CD16,CD32,CD64) Ag + Ab CR1(CD35) CR2(CD21) FDC follicular dendritic cells Figure 9.15. Immune complexes bound to follicular dendritic cells form iccosomes, which are released and can be taken up by B cells in the germinal center. Follicular dendritic cells have a prominent cell body and many dendritic processes. Immune complexes, bound to complement and Fc receptors on the follicular dendritic cell surface, become clustered, forming prominent 'beads' along the dendrites. An intermediate form of follicular dendritic cell is shown (left panel) with both straight filiform dendrites and those that are becoming beaded. These beads are shed from the cell as iccosomes (immune complexcoated bodies), which can bind (center panel) and be taken up by B cells in the germinal center (right panel). In the center and right panels, the iccosome has been formed with immune complexes containing horseradish peroxidase, which is electrondense and thus appears dark in the transmission electron micrographs. Photographs courtesy of A.K. Szakal, Annual Reviews of Immunology 1989; 7:91-109. Receptory dla skÅ‚adnika C3 dopeÅ‚niacza Receptory Ligandy CR1(CD35) C3b, iC3b, C4b CR2 (CD21) iC3b, C3dg, IFN EBV iC3b,zymosan,bakterie, CR3 fibrynogen, ICAM-1 (CD18/CD11b) iC3b, fibrynogen CR4 (CD18/CD11c) W.Nowacki 2010 9 Immunologia APC UKAAD IMMUNOLOGICZNY Struktury ukÅ‚adu limfatycznego NarzÄ…dy centralne: GRASICA THYMUS SZPIK KOSTNY (TORBA FABRYCJUSZA BURSA FABRICI) NarzÄ…dy obwodowe ÅšLEDZIONA WZAY CHAONNE MIGDAAKI GRUDKI CHAONNE POJEDYCCZE I SKUPIONE NACZYNIA CHAONNE NarzÄ…dy i tkanki limfoidalne W.Nowacki 2010 10 Immunologia WÄ™zeÅ‚ chÅ‚onny APC ( Antigen Presenting Cells ) Øð MAKROFAGI KOMÓRKI LANGERHANSA Øð KOMÓRKI DENDRYTYCZNE SPLATAJCE SI (IDCs interdigitating cells) Øð KOMÓRKI DENDRYTYCZNE GRUDEK CHAONNYCH " FDC follicular dendritic cells (grudka pierwotna) " GCDC germinal centre dendritic cell ( grudka wtórna, ekspresja MHC kl.II ) Øð LIMFOCYTY B Strefy T i B zależnÄ™ w wÄ™zÅ‚ach chÅ‚onnych oraz lokalizacja Antygenu Czas STREFA APC Ag przetrzymania Ag Zatoka brzeżna Makrofagi Wielocukry ++++ Kora (Grudki)- FDC (Ag-Ab) +++ strefa B zależna GCDC wiążące C Strefa IDC WiÄ™kszość ++ podkorowa Ag strefa T zależna RdzeÅ„ (T i B ) Makrofagi WiÄ™kszość + Ag W.Nowacki 2010 11 Immunologia UKAAD IMMUNOLOGICZNY Struktury ukÅ‚adu limfatycznego ( cz.II ) UkÅ‚ad fagocytów jednojÄ…drzastych ( dawna nazwa Å‚Ä…cznie z komórkami Å›ródbÅ‚onka USÅš ukÅ‚ad siateczkowo Å›ródbÅ‚onkowy = RES - reticuloendothelial system ) PROMONOCYTY MONOCYTY MAKROFAGI w tkankach ( histiocyty ): Kk Kupffera ÅšródkÅ‚Ä™buszkowe komórki mezangium Makrofagi pÅ‚uc Å›ledziony wÄ™złów chÅ‚onnych i migdaÅ‚ków w zrÄ™bie szpiku bÅ‚on surowiczych mikrogleju UkÅ‚. fagocytów jednojÄ…drzastych (cz.1) UkÅ‚. fagocytów jednojÄ…drzastych (cz.2) W.Nowacki 2010 12 Immunologia Limfocyty krążące w ukÅ‚adzie krwionoÅ›nym i limfatycznym Komórki Immunologicznie Kompetentne Dziewicze Efektorowe PamiÄ™ci T i B TH TC B( plazmocyt) T i B Krążenie limfocytów W.Nowacki 2010 13