MATERIAŁY Z BIOLOGII


MATERIAŁY Z BIOLOGII

 

Immunologia- nauka o odporności. Przedmiotem badań są zachodzące przy udziale określonych komórek i związków chemicznych, procesy prowadzące do utrzymania całości organizmu w równowadze wobec powstałych wewnątrz lub wnikających z zewnątrz substancji obcych i do zapobiegania uszkodzeniu tkanek.

Zainteresowania immunologii dotyczą procesów fizjologicznych, które leżą u podstawnie zbędnej ochrony organizmu wobec ciągłych zmian środowiska.

Przedmiotem badań są również patologiczne procesy zachodzące w układzie odpornościowym, których konsekwencją są uszkodzenia własnych tkanek i rozwój tak zwanych chorób immunologicznych, jak zespoły autoagresyjne lub takie zachowania czynności immunologicznej, które mogą  powodować lub przyspieszać chorobę.

 

Odporność- stan organizmu polegający na wytworzeniu systemu zdolnego do rozpoznania i unieczynnienia obcych dla ustroju czynników.

Wg Zilbera: Odporność to niewrażliwość ustroju na działanie zarazków lub jadów itd.

Wg Flecka: Inne organizmy chorują a odporny organizm nie ulega zakażeniu albo nie choruje ( zakażenie bezobjawowe), lub choruje łagodniej.

                                                             Odporność

                Naturalna                                                                              Nabyta                                         (wrodzona, fizjologiczna, nieswoista)                                               (swoista)

Nie przeciw określonym antygenom

                                                                                         Czynnie                          Biernie

                                                                         a) w sposób naturalny                    a) w sposób naturalny

                                                                         b) w sposób sztuczny                     b)w sposób sztuczny

 

Odporność naturalna (wrodzona) - to stan niewrażliwości ustroju, uwarunkowana genetycznie, niezależna od uprzedniej ekspozycji na dany czynnik, ujawnia się w chwili pierwszego zetknięcia się z nim. Jest cechą konstytucyjną, istniejącą w chwili narodzin.

Warunkują ja mechanizmy:

-          fagocytoza

-          bariera śluzówkowa i skóra

-          układ dopełniacza i properdyny

-          substancje biologiczne np. niektóre enzymy.

Natężenie jej jest duże - odporność bezwzględna, nie da się jej przełamać nawet znaczną liczbą drobnoustrojów

Pierwszymi przykładami takiej odporności jest niewrażliwość na choroby innych gatunków.

 

Odporność nabyta/ swoista - powstaje w wyniku kontaktu z czynnikiem szkodliwym, rozwija się w ciągu całego życia. Jest cechą osobniczą , uzyskaną w ciągu życia płodowego lub po urodzeniu.

Wytworzenia tej odporności jest wywołane przez wyspecjalizowany układ komórkowy, ma charakter swoisty tzn. ściśle związany z czynnikiem szkodliwym.

 

Odporność nabyta biernie w sposób naturalny:

-          przeciwciała matki przechodzą do płodu

-          przez łożysko

-          u noworodków z mlekiem matki

-          przez przewód pokarmowy- błona jelit jest przepuszczalna dla przeciwciał.

Ma duże znaczenia, noworodek nie wytwarza własnych przeciwciał, pozbawiony byłby ochrony i narażony na śmiertelne zakażenia. Przeciwciała utrzymują się przez kilka miesięcy. (nawet do 18 mies.)

 

Odporność bierna sztuczna - wprowadzenie surowicy zawierającej przeciwciała wytworzone przez innego osobnika (homologiczne lub heterologiczne)

Wykorzystywana w praktyce do wytwarzania surowic przeciwtężcowych, przeciwbłoniczych, w profilaktyce chorób zakaźnych. Rodzaj takiej odporności jest krótkotrwały, gdyż przeciwciała (jako obce białka) są stosunkowo szybko usuwane z organizmu)

 

Odporność czynna naturalna- powstaje po przebyciu choroby zakaźnej lub częstych zakażeń bezobjawowych, charakteryzuje się dużą trwałością zaczyna się wykształcać podczas początków choroby aż do wyzdrowienia, po przebyciu niektórych chorób zakaźnych (ospa, odra, płonica) odporność utrzymuje się do końca życia.

Odporność czynna sztuczna - szczepionki mogące zawierać:

-          zarazek żywy o małej zjadliwości,

-           zarazek zabity,

-          metabolity bakterii,

-          wyciąg z komórki bakteryjnej

-          mieszaniny zarazka i surowicy

-          autoszczepionki - z drobnoustrojów chorego

 

Odporność śródzakaźna/ niesterylna/ symbiotyczna- nabyta, polega na dodatkowym zakażeniu tym samym zarazkiem z nietypowym przebiegiem, dające zakażenie bezobjawowe w czasie utrzymywania się w ustroju danej infekcji. Np. w przebiegu kiły, zimnicy, niektórych chorób wirusowych.

Uwarunkowana nie przebyciem zakażenia, ale właśnie jego trwaniem w ustroju. Z chwilą ustąpienia infekcji gdy następuje wyeliminowanie drobnoustrojów odporność ta zanika.

 

Odporność nabyta składa się z typów:

-          odporności humoralnej

-          odporności komórkowej

Odporność humoralna- skierowana przeciwko antygenom. Biorą w niej udział limfocyty B wytwarzające przeciwciała. Jest to odporność typu wczesnego.

Odporność komórkowa- odporność typu późnego, pośredniczą w niej uczulone komórki - limfocyty T. Wytwarzają one substancję o działaniu cytotoksycznym.

Odp. Typu późnego:

-          przeciwgruźlicza

-          przeciwwirusowa

-          przeciwpasożytnicza

-          przeciwnowotworowa

-          reakcja odrzucenia przeszczepów

Antygeny- związki wielkocząsteczkowe powodujące po wniknięciu do ustroju powstanie specyficznych, wiążących się z nimi przeciwciał lub uczulonym przeciwko nim komórkom.

-Antygenowość - zdolność swoistego łączenia się z immunoglobulinami i receptorami limfocytów T

- immunogenowość - zdolność do wywołania przeciwko sobie swoistej odpowiedzi immunologicznej.

 

Hapten- /antygen resztkowy/ - związek posiadający antygenowość ale wykazujący brak immunogenności. Jest więc niewielką nieimmunogenną cząsteczką wiążącą się ściśle z przeciwciałem. Ułatwia bądź umożliwia wiązanie się antygenu z powierzchnią komórek.

 

Przeciwciała- białka wytworzone w odpowiedz na antygen, reagują z nim specyficznie. Białka biorące udział w reakcji humoralnej - immunoglobuliny

 

Budowa i właściwości

Przeciwciała - substancje białkowe wytwarzane w limfocytach B i plazmocytach. Posiadają zdolność swoistego łączenia się z antygenem, są najważniejszymi cząsteczkami układu odpornościowego.

Budowa:

-cztery łańcuchy polipeptydowe, dwie identyczne pary łańcuchów lekkich i łańcuchów ciężkich

- połączenia konwalencyjne mostkami dwusiarczkowymi i wiązaniami niekonwalencyjnymi

 

Łańcuchy zbudowane są z części:

-          V- zmiennej, zawiera miejsca wiążące antygen

-          C- determinowane przez naturę antygenu

 

Powinowactwo- siła wiązania pojedynczego determinantu antygenowego przez miejsce wiążące antygen w cząsteczce przeciwciała. Im silniejsze wiązanie, tym mniejsza możliwość dysocjacji antygenu od przeciwciała.

Przeciwciała przeciwko jednemu antygenowi mogą różnić się powinowactwem.

 

 

 

Szczepionki- produkty pochodzenia biologicznego, zawierają substancje zdolne do indukcji określonych procesów immunologicznych warunkujących powstanie trwałej odporności bez wywoływania działań toksycznych.

 

Szczepionki to preparaty zawierające substancje żywe, pozbawione zjadliwości drobnoustroje lub ich martwe elementy. Składnikami szczepionki mogą być również toksyny będące produktami przemiany drobnoustrojów.

 

Atenucja- proces polegający na pozbawieniu drobnoustrojów właściwości chorobotwórczych (zjadliwości, wirulencji)

 

Wybór antygenu do wytworzenia szczepionki zależy przede wszystkim od :

-          jego roli w trakcie naturalnego zakażenia

-          od mechanizmów odpowiedzialnych za inwazyjność i zjadliwość drobnoustroju.

 

Podział szczepionek w zależności od postaci antygenu:

  1. Szczepionki żywe, atenuowane, czyli odzjadliwione- zawierają żywe drobnoustroje, które mają znikome właściwości chorobotwórcze, lub są ich pozbawione, jednak zachowują swoje właściwości antygenowe

-          szczepionki żywe bakteryjne- gruźlica

-          szczepionki żywe wirusowe- odra, różyczka, świnka, ospa wietrzna

  1. Szczepionki inaktywowane- zawierają zabite drobnoustroje (całe ich fragmenty) przy użyciu ciepła, substancji chemicznych, promieniowania

-          szczepionki zabite bakteryjne-cholera, dur brzuszny

-          szczepionki zabite wirusowe- wścieklizna, poliomyelitis

3.Anatoksyny- zawierają przetworzone cząsteczki toksyczne drobnoustrojów (egzotoksyny) pozbawione właściwości toksycznych a zachowują właściwości antygenowe. Np. błonica, tężec

 

Pamięć immunologiczna- to silniejsze i szybsze reagowanie na każdy następny kontakt z określonym antygenem.

 

Cel szczepienia:

Całkowita eliminacja danego drobnoustroju ze środowiska w którym żyje człowiek . Jeżeli to niemożliwe celem jest wytworzenie indywidualnej odporności wobec określonemu drobnoustrojowi.

Skuteczność szczepień zależy od:

-          rodzaju i dawki antygenu

-          drogi podania

-          zawartości adiuwanta

-          stanu klinicznego, funkcji układu odpornościowego osoby szczepionej

Adiuwant- substancja o właściwościach nieswoistego modulatora (związki glinu - fosforan lub wodorotlenek) zwiększa zdolność antygenu do wywołania odpowiedzi immunologicznej.

 

                                                    Skuteczność szczepienia

LABOLATORYJNE- odsetek populacji docelowej, który po podaniu szczepienia posiada mierzalny wskaźnik jej efektu np. przeciwciała poszczepienne

KLINICZNA- odsetek populacji który po podaniu szczepionki będzie zabezpieczony przed wystąpieniem aktywnego zakażenia

 

Przeciwwskazania do szczepień:

-          ostra choroba gorączkowa - powyżej 38

-          zaostrzenia przewlekłego schorzenia

-          poważna niepożądana reakcja poszczepienna

-          nasilona skaza krwotoczna

                                             UKŁAD IMMUNOLOGICZNY SKÓRY

Hipoteza zakładająca, że skóra stanowi narząd immunologicznie czynny, została sformułowana pod koniec lat dwudziestych przez Sulzbergera. Wykazał on doświadczalnie, że pozajelitowe podanie antygenu nie prowadzi do powstania skórnej nadwrażliwości oraz że nadwrażliwość na określony antygen spowodowana przez jego podanie na skórę nie wywołuje reakcji alergicznych w innych narządach niż skóra.

SKÓRĘ można traktować jako największy narząd ciała ludzkiego.

Funkcje:

-          integracja organizmu ze środowiskiem zewnętrznym,

-          ochrona przed wpływem niekorzystnych czynników środowiska

W ochronie największe znaczenie ma warstwa rogowa naskórka , która chroni zarówno przed czynnikami fizycznymi jak i chemicznymi, a także tkanka łączna skóry właściwej, chroniąca przed urazami mechanicznymi, ponadto naczynia krwionośne i gruczoły odpowiedzialne za regulację temperatury.

Do obrony przed różnymi mikroorganizmami służą zarówno proste mechanizmy, do których należą:

-          bariera naskórka

-          powierzchniowe ph

-          stopień nawodnienia skóry

-          bakteriostatyczne właściwości kwasów tłuszczowych

-          niektóre peptydy- β defensyny

Ponadto wyspecjalizowana tkanka limfatyczna skóry, która stanowi istotną  część układu odpornościowego człowieka. Odgrywa ona istotną rolę w mechanizmach nadzoru immunologicznego.

 

TKANKA LIMFATYCZNA ZWIĄZANA ZE SKÓRĄ ( skin associated lymphoid tissuu)

W skład układu limfatycznego skóry wchodzą rozmaite komórki naskórka i skóry właściwej, które razem określa się jako tkankę limfatyczną  związaną ze skórą - oznaczaną symbolicznie SIS lub SALT

Najważniejsze z nich to:

-          komórki dendrytyczne, np. komórki Langerhansa

-          keratynocyty

-          limfocyty T

-          komórki śródbłonka naczyniowego

-          inne- np. granulocyty, makrofagi, melanocyty.

 

KOMÓRKI DENDRYTYCZNE charakteryzują się występowaniem różnej długości wypustek, w skład SIS wchodzi wiele typów takich komórek z wypustkami o zróżnicowanej wielkości. W sensie immunologicznym komórki dendrytyczne stanowią grupę biorącą udział w prezentacji antygenu limfocytom T. Ich występowanie stwierdza się w skórze w warunkach fizjologicznych, jednak niektóre z nich pojawiają się tylko w stanach chorobowych. Wszystkie komórki dendrytyczne pochodzą ze szpiku, ze wspólnej dla monocytów/makrofagów i granulocytów komórki progenitorowej.

W różnicowaniu i dojrzewaniu komórek dendrytycznych odgrywają role różne cytokiny, a procesy te w dużym stopniu udaje się obecnie odtworzyć in vitro (poza ustrojowo)

Niedojrzałe formy komórek dendrytycznych np. niepobudzone komórki Langerhansa w naskórku , wychwytują na drodze endocytozy antygeny i dzięki temu ulegają aktywacji, w wyniku czego powstają ich dojrzałe formy zdolne pobudzać proliferację limfocytów T. Odzwierciedleniem dojrzewania tych komórek jest zmniejszenie początkowej zdolności do endocytozy.

KOMÓRKI LANGERHANSA należą do komórek dendrytycznych, stanowię 3-8% komórek naskórka, występują one również w innych nabłonkach, jednak w mniejszej liczbie. Umiejscowione są w dolnych warstwach naskórka.

W komórkach tych występują charakterystyczne struktury zwane ziarnami Birbeca, prawdopodobnie biorące udział w procesach endocytozy.

Pobudzone antygenem komórki wykazują dużą aktywność metaboliczną, co związane jest z dużą ilością cząsteczek adhezyjnych występujących na powierzchni, odpowiedzialnych za wiele funkcji.

Z punku widzenia podstawowej czynności komórek Langerhansa tj. zdolności do prezentacji antygenów, najistotniejsze jest konstytutywne występowanie na ich powierzchni cząsteczek:

-          MHC klasy II (HLA-DR, HLA-DQ, HLA-DP)

-          MHC klasy I  ( HLA-A, HLA-B, HLA-C)

Cząsteczka CD4 na powierzchni komórek Langerhansa powoduje, że komórki te stanowią cel dla wirusa HIV z tego względu można je traktować jako rezerwuar tego wirusa. Komórki te wykazują ekspresję receptorów dla różnych cytokin.

Oprócz komórek Langerhansa w skórze stwierdza się odrębną populację komórek dendrytycznych umiejscowionych wokół naczyń krwionośnych. Najprawdopodobniej ich czynnością jest udział w prezentacji antygenów, które docierają do skóry naczyniami krwionośnymi.

KERATYNOCYTY są istotną częścią SIS, stanowią około 95% masy komórkowej naskórka.

Pobudzone keratynocyty posiadają zdolność do wytwarzania wielu cytokin, należących do nich chemokin i czynników wzrostowych oraz wykazują ekspresją antygenów i cząsteczek adhezyjnych charakterystycznych dla komórek efektorowych odpowiedzi immunologicznej. Wykazują także ekspresje receptorów dla wielu cytokin, np. INF, TNF, Interleukina-1, Interleukina-6, które warunkują odbiór bodźców odpowiedzialnych za wzmaganie efektów wydzielniczych keratynocytów.

CYTOKINY- wytwarzane przez keratynocyty obejmują szereg substancji o działaniu immunostymulującym jak i immunosupresyjnym.

Najistotniejsze wśród cytokin immunostymulujących są interleukina1,3 6 odpowiedzialne m. in. Za pobudzenie proliferacji limfocytów T, aktywizację limfocytów B, stymulację produkcji wielu innych cytokin, a także mogą wpływać na ograniczenie proliferacji niektórych komórek nowotworowych.

Najistotniejsze wśród cytokin immunosupresyjnych są TNF- uznany za najistotniejszą cytokinę wywierającą bardzo złożone efekty biologiczne odgrywające podstawową rolę w odporności przeciwnowotworowej oraz w patogenezie różnych chorób skóry oraz TGF- β  hamujący proliferację limfocytów T i B oraz ograniczający wydzielanie innych cytokin.

CHEMOKINY to podobne do siebie pod względem budowy cytokiny o wielu różnych funkcjach:

-          wpływają aktywizująco na różne populacje leukocytów

-     kluczowa rola w reakcjach zapalnych skóry,

-          w odporności przeciwzakaźnej

-          krwiotworzenie

-          odpowiedź przeciwnowotworowa

-          mechanizmy odrzucania przeszczepów

Najistotniejszą chemokiną jest interleukina 8 wytwarzana zarówno przez keratynocyty, jak i monocyty, której przypisuje się znaczną rolę w patogenezie łuszczycy i alergicznego zapalenia skóry. Inne chemokiny m.in. GRO-a    i GRO- β odpowiedzialne są za przyciąganie w razie potrzeby do naskórka populacji leukocytów.

     Ważnym bodźcem pobudzającym komórki naskórka, wpływającym na miejscowe i ogólnoustrojowe reakcje immunologiczne jest promieniowanie UV. Szczególnie wrażliwe są komórki Langerhansa, gdyż w wyniku ekspozycji na nie dochodzi do upośledzenia ich czynności. Istnieje coraz więcej danych epidemiologicznych i doświadczalnych świadczących o związku między nadmiernym nasłonecznieniem a ryzykiem wystąpienia raka skóry. Poznanie komórek Langerhansa, keratynocytów oraz ich kooperacji z limfocytami T stwarza nowe podstawy do leczenia wielu chorób skóry.

Opierając się na znajomości układu immunologicznego skóry powstały m.in. takie leki jak:

-          glikokortykosteroidy

-          cyklosporyna

-          retinoidy

-          pochodne chininy

bardzo efektywne w leczeniu chorób zapalnych skóry, oddziałując na zjawiska prezentacji antygenów oraz modulując syntezę cytokin i ekspresją niektórych cząsteczka adhezyjnych na powierzchni przeciwciał.

 

                                GŁÓWNY UKŁAD ZGODNOŚCI TKANKOWEJ MHC

Główny układ zgodności tkankowej (MHC- major histocompatibility complex) odkryto przy okazji badań dotyczących odrzucania przeszczepów skóry myszy. Antygeny odpowiedzialne za odrzucanie przeszczepu allogenicznego (pochodzące od innego osobnika, w odróżnieniu od przeszczepu autogennego)nazwano antygenami transplantacyjnymi lub antygenami zgodności tkankowej. Antygeny te nazywane są też cząsteczkami MHC stąd też należy odróżniać je od skrótu MHC oznaczającego główny układ zgodności tkankowej, czyli geny na matrycy których powstają cząsteczki MHC.

Zespół wszystkich genów kodujących antygeny zgodności tkankowej nazwano głownym układem zgodności tkankowej MHC, w przeciwieństwie do istniejących również genów kodujących „słabe” antygeny zgodności tkankowej. Rola antygenów zgodności tkankowej polega na prezentacji obcych antygenów własnym limfocytom T.

MHC obejmuje bardzo wiele genów odznaczających się dużym polimorfizmem ( różną długością alleli, czyli przeciwstawnych form tego samego genu), których produkty mają podstawowe znaczenie zarówno w inicjacji, jak i w fazie efektorowej odpowiedzi immunologicznej.

1980r - nagroda Nobla za badania nad układem zgodności tkankowej - Snell i Benacerraf

Dobra znajomość budowy i funkcji cząsteczek MHC jest warunkiem zrozumienia przebiegu odpowiedzi immunologicznej, jest punktem wyjścia do interwencji terapeutycznych w chorobach, których czynność ukladu odpornościowego jest zaburzona.

 

Klasy MHC

Cząsteczki MHC są glikoproteinami. Istnieją cząsteczki MHC klasy I i klasy II, różniące się zarówno pod względem budowy jak i funkcji a także cząsteczki klasy III i inne.

Cząsteczki MHC klasy I

-          występują na powierzchni wszystkich komórek jądrzastych, a w niewielkiej ilości na erytrocytach

-          zbudowane są z dwóch łańcuchów - lekkiego i ciężkiego, połączone ze sobą niekonwalencyjnie

-          łańcuch lekki o masie 12 kDa - 2 mikroglobulina zawiera zawsze 100 aminokwasów

-          łańcuch lekki jest u człowieka identyczny we wszystkich cząsteczkach MHC klasy I, a gen kodujący go leży na chromosomie 15

-          łańcuch ciężki posiada zmienną budowę- jego masa to od 40 do 50 kDa

-          łańcuch ciężki składa się z fragmentu zewnątrzkomórkowego, który stanowi ok. 80% długości łańcucha, fragmentu przechodzącego przez błonę komórkową, oraz fragmentu wewnątrzkomórkowego umieszczonego w cytoplazmie o zmiennej długości od 20 - 40 aminokwasów

-          Największy - zewnątrzkomórkowy fragment składa się z 3 domen tworzących pętle - 1, 2, 3

-          Domeny 1 i 2 odznaczają się dużym polimorfizmem kodujących je genów, który jest podstawą różnic między cząsteczkami MCH klasy I pochodzącymi od różnych osobników i kodowanych przez różne allele. Domena 3 nie wykazuje polimorfizmu.

-          Domena 1 i 2 wspólnie tworzą charakterystyczny rowek osadzony na 2 mikroglobulinie i domenie 3 który jest miejscem lokowania się antygenów prezentowanych limfocytom T.

Cząsteczki MHC klasy II

-          występują głównie na limfocytach B, na makrofagach, komórkach dendrytycznych Langerhansa, a także na komórkach nabłonkowych grasicy.

-          W wyniku aktywacji lub oddziaływania niektórych cytokin, np. IFN- y mogą pojawić się także na komórkach śródbłonka, nabłonka tarczycy, nabłonka jelitowego, fibroblastach, keranocytach i pobudzonych limfocytach T

-          Zbudowane są z dwóch łańcuchów→, , połączonych ze sobą niekonwalencyjnie.

-          Oba łańcuchy mają podobną budowę, łańcuch  posiada masę 33 kDa, a łańcuch  29 kDa

-          Zewnątrzkomórkowe części obydwu łańcuchów są zbudowane z dwóch prawie identycznych domen 1 i 2 oraz  drugi łańcuch 1 i 2

-          Domeny zewnętrzne każdego z łańcuchów →   budują rowek podobny do tego, który tworzą domeny  2 łańcucha ciężkiego cząsteczek MHC klasy I

-          W rowku utworzonym przez domeny   lokują się antygeny, które następnie prezentowane są limfocytom T

Antygeny prezentowane przez cząsteczki MHC klasy I limfocytom T są białkami składającymi się z 8- 10 aminokwasów, natomiast antygeny prezentowane przez cząsteczki MHC klasy II limfocytom T są białkami, które obejmują kilkanaście do ponad dwudziestu aminokwasów

Cząsteczki MHC klasy II mają skłonność do łączenia się ze sobą, tworząc tzw. Superdimer, w skład którego wchodzą obie domeny  oraz obie domeny  każdego z łańcuchów

 

                                 GŁÓWNY UKŁAD ZGODNOŚCI TKANKOWEJ- HLA

(human leukocyte antigens) po raz pierwszy u ludzi jego antygeny wykryto na krwinkach białych. Jest jak wszystkie MHC układem wybitnie polimorficznym.

Geny kodujące MHC - kompleks wszystkich genów HLA umieszczony jest na  6 chromosomie i obejmuje ponad cztery miliony par zasad azotowych, które tworzą ponad 100 genów dla białek głównego układu zgodności tkankowej HLA

Produkty genów układu HLA można podzielić na cząsteczki klasy pierwszej :

-          HLA-A

-          HLA-B

-          HLA-C

-          HLA-E

-          HLA-F

-          HLA-G

I cząsteczki klasy drugiej:

-          HLA-DP

-          HLA-DQ

-          HLA-DR

Oraz cząsteczki klasy trzeciej

Poziom ekspresji poszczególnych cząsteczek HLA znacznie różni się czasowo i przestrzennie.

Ekspresja HLA-C jest dziesięciokrotnie mniejsza niż cząsteczek HLA-A i HLA-B

Ekspresja HLA-E i HLA-G w życiu płodowym ograniczona jest do tkanek zarodkowych, gdzie pełnią rolę w regulacji zależności immunologicznych między matką i płodem.

 UKŁAD HLA a występowanie chorób

-          występowanie określonych cząsteczek HLA - związane ze zmniejszonym ryzykiem rozwoju określonych chorób

-          np. allel HLA- B13 występuje częściej u pacjentów z łuszczycą

-          podłoże tych zjawisk nie jest w większości tych przypadków wytłumaczone, wiąże się to z wieloczynnikową patogenezą chorób oraz koniecznością badań wielu alleli i dużej liczby ich kombinacji.

-          Poznanie struktury pierwszorzędowej poszczególnych cząsteczek HLA pozwala na lepsze poznanie powiązań między układem HLA a chorobami autoimmunizacyjnymi. Powiązania dotyczą około 500 chorób.

 

 

Uwaga!!! To mam ściągnięte z neta bo nie robiłam notatek. To jak chcesz to się ucz.

Słabe antygeny zgodności tkankowej- to grupa heterogennych białek (mało poznana), niektóre z nich indukują odpowiedź transplantacyjną silniejszą niż indukowana przez określone antygeny MHC (nawet niezgodność jednego z nich może doprowadzić do odrzucenia przeszczepu)

Słabe antygeny zgodności tkankowej najczęściej rozpoznawane są przez limfocyty T w połączeniu z cząstkami MHC klasy I i II (tak jak antygeny wirusowe)

Niektóre allele genów HLA są w swej budowie tzn. w kolejności ułożenia tworzących je nukleocytów wspólne dla człowieka, szympansa i goryla.

Funkcją cząsteczek MHC jest wiązanie i prezentacja w tak połączonej formie antygenów własnym limfocytom T. Brak odpowiedzi na dany antygen może wynikać nie tylko z braku limfocytów T zdolnych do rozpoznania , ale także z braku odpowiednich cząsteczek MHC mogących antygen ten im zaprezentować.

 

Błona komórkowa (plazmalemma)  - otacza zarówno komórkę roślinną jak i zwierzęcą. Pod względem chemicznym składa się z fosfolipidów (w tym lecytyny), białek 0x08 graphic
integralnych(stanowią 70% wszystkich protein) i powierzchniowych,oligosacharydów(1-5%)i enzymów. Ważnym składnikiem błon jest także cholesterol (5-25% składu lipidów błonowych), zwiększjący stabilność błon, gdyż łączy się z ich tłuszczową częścią, zwiększając lepkość.
    Błony komórkowe mają strukturę mozaikową. Model plazmalemmy został opracowany przez Singera i Nicolsona w 1972 roku.Jest to płynna macierz, zbudowana z nieciągłej podwójnej warstwy fosfo- lipidowej z białkami integralnymi i powierzchniowymi.
    Fosfolipidy przemieszczają się w obrębie warstwy oraz wymieniają się między warstwami. Białka integralne wykonuja ruchy wokół własnej osi oraz wysuwają się i zagłębiają w warstwach fosfolipidowych. Białka integralne: transportowe, receptorowe dla lektyn, antygenowe (warunkujące grupy krwi), wraz z enzymami i glikoproteinami przemieszczają się i ulegają degradacji. Na powierzchni błony komórkowej występuje glikokaliks. Zbudowany jest on z reszt cukrowych połączonych z białkami błonowymi (glikoproteidami) lub lipidami zewnętrznej warstwy błony (glikplipidy). Glikokaliks pośredniczy w transporcie, nawilża komórkę, odpowiada za procesy immunologiczne (rozpoznawanie obcych ciał) oraz za tworzenie zespołów komórkowych. Glikoproteidy powierzchniowe nadają właciwości antygenowe komórkom, tworzą osłonę dla komórek, są odpowiedzialne za agregację i aglutynizację komórek.

Funkcje błon:

Cytoplazma - stanowi środowisko wewnętrzne komórki. Jest bezbarwna, półpłynna, śluzowata, półprzezroczysta, o gęstości nieco większej od wody. Ma zdolność ciągłego ruchu. Po względem chemicznym składa się z wody - stanowi ona 60-90% masy komórki, pozostałe składniki to białka - 50% suchej masy (po odparowaniu wody z komórki), tłuszcze - 12-25% suchej masy, węglowodany - 15-20% suchej masy.
Składniki komórki tworzą tzw. system koloidalny- związki nieorganiczne wapnia, magnezu, miedzi, cynku, bromu, manganu, miedzi, fosforu, potasu, oraz system strukturalny w postaci białek globularnych, fibrylarnych - mikrofilamentów i mikrofibrylli.

Funkcje cytoplazmy:

 

Jądro komórkowe - pełni 0x08 graphic
nadrzędną rolę w komórce, gdzyż poprzez zawarte  w nim DNA steruje przemianami biochemicznymi komórki. Jądro komórkowe gromadzi i przechowywuje w DNA, w postaci chromatyny, informację genetyczną o cechach organizmu, a następnie przekazuje ją do cytoplazmy na rybosomy za pomocą m-RNA. Jądro bierze także udział w podziałach komórek somatycznych (mitoza) i generatywnych (mejoza).
    Jądro komórkowe jest otoczone podwójną błoną białkowo- lipidową, która zawiera liczne pory. To właśnie one umożliwiają utrzymywanie kontaktu jądra z pozostałą częścią komórki. Wewnątrz jądro jest wypełnione kariolimfą - sokiem jądrowym składającym się w głównej mierze z białek kwaśnych i fosfolipidów. Na terenie jądra znajduja się także jąderka(zbudowane z RNA i białek), które stanowią ośrodki tworzenia rybosomów. Bardzo ważnym elementem budującym jądro komórkowe jest DNA, które w połączeniu z białkami zasadowymi: histonami, białkami niehistonowymi oraz RNA tworzy strukturę zwaną chromatyną. W czasie podziałów komórki ulega ona skondensowaniu i tworzy chromosomy (u człowieka jest ich 23 pary  w komórkach somatycznych, a w gametach o połowę mniej - dlaczego?).
Zwykle komórki posiadają jedno jądro komórkowe, lecz bywają także takie, które są wielojądrowe (tzw. komórczaki). Niektóre komórki w trakcie różnicowania się i specjalizacji tracą jądro, np. erytrocyty ssaków.

 

Mitochondrium - zaliczane jest do autonomicznych organelli, ponieważ zawiera w swej budowie własne DNA i RNA. Jest to centrum energetyczne komórki, w którym ma miejsce utlenianie biologiczne - proces oddychania wewnątrzkomórkowego. Zachodzą w nim następujące etapy oddychania: cykl Krebsa i łańcuch oddechowy. Powstała w wyniku tych procesów energia gromadzona jest w wiązaniach wysokoenergetycznych związku - ATP a następnie jest wykorzystywana w procesach endoergicznych (wymagających dostarczenia energii). Najwięcej mitochondriów znajduje się w tych narządach, w którycyh zapotrzebowanie energetyczne jest najwększe np. komórki mięśnia sercowego. Bardzo mało mitochondriów znajduje się w 0x08 graphic
tkance tłuszczowej.
  Mitochondria otoczone są podwójną błoną białkowo-lipidową. Błona wewnętrzna tworzy liczne wpuklenia do środka (co zwiększa znacznie jej powierzchnię) zwane grzebieniami mitochondrialnymi.
Liczba grzebieni nie jest stała lecz zwiększa się w czasie podwyższonej aktywności metabolicznej komórki. Na ich powierzchni znajdują się "grzybki" zawierające ATP-azę odpowiedzialną za syntezę ATP. Wnętrze mitochondrium wypełnione jest białkową substancją zwaną matrix lub stromą.

 

Plastydy - autonomiczne organelle, otoczone podwójną błoną białkowo-lipidową. Błona wewnętrzna wpukla się do środka a całe wnętrze jest wypełnione stromą z DNA i rybosomami. Występują jedynie w komórkach roślinnych. Wyróżniamy trzy rodzaje 0x08 graphic
plastydów: chloroplasty, leukoplasty, chromoplasty.
 - chloroplasty - zawierają zielony barwnik chlorofil, dzięki czemu rośliny mogą przeprowadzać proces fotosyntezy, a ich liście i niektóre (niezdrewniałe) łodygi mają barwę zieloną. Chloroplasty mają bardzo dobrze wykształcony system błon wewnętrznych, mających postać spłaszczonych woreczków, nazywanych tylakoidami. Rozszerzone tylakoidy ułożone w stosy tworzą tzw. grana. Chlorofil i inne barwniki (karoten i ksantofil) są wbudowywane w lamelle(błony) tylakoidów. Chlorofil jest zdolny do pochłaniania energii swietlnej niezbędnej w procesie fotosyntezy.
 - chromoplasty - zawierają barwniki: żółty- ksantofil i pomarańczowy - karoten. Nadają one żółtą barwę: ziarnom zbóż, kwiatom słonecznika, jaskra, mniszka lekarskiego, starzejącym się liściom, oraz  barwę pomarańczowo-czerwoną owocom: pomidora, jarzębiny, róży, papryki; korzeniom marchwi,
 - leukoplasty - są bezbarwne, a ich funkcja polega na gromadzeniu substancji zapasowych: białek - w postaci ziaren aleuronowych, tłuszczy - w lipidoplastach i cukrów (np.skrobi) w amyloplastach. Materiały zapasowe najczęściej gromadzone są w podziemnych organach spichrzowych (np. bulwy ziemniaka).

 

Rybosomy - są to drobne zirniste struktury, zbudowane z RNA i białek, które biorą udział w biosyntezie białka. Zwykle połączone są razem, nicią matrycowego RNA, tworząc łańcuchy - wówczas noszą nazwę polirybosomów. Mogą też być związane z siateczką wewnątrzplazmatyczną (tworząc wówczas tzw. siateczkę wewnątrzplazmatyczną szorstką).

 

Aparat Golgiego - są to struktury błoniaste - cysterny, ułożone jedna na drugiej. Struktura ta występuje w pobliżu jądra komórkowego. W aparacie Golgiego następuje synteza  i wydzielanie wielocukrowców, śluzów i innych związków. jest to także miejsce gdzie zachodzi przebudowa i różnicowanie się błon przeznaczonych do wbudowania w plazmalemmę. Substancje te są przenoszone przez małe pęcherzyki transportujące, odrywajace się od centralnie położonych cystern.
 

Reticulum endoplazmatyczne (Siateczka wewnątrzplazmatyczna) - jest to system kanalików, pęcherzyków i cystern, biorących udział w transporcie wewnątrzkomórkowym różnych substancji, syntezie białek (siateczka wewnątrzplazmatyczna szorstka), syntezie kwasów tłuszczowych, cholesterolu i sterydów oraz izoluje od siebie obszary na terenie cytoplazmy gdzie zachodzą przeciwstawne procesy mataboliczne (syntezy i rozkładu).

 

Lizosomy - są to drobne pęcherzyki otoczone pojedynczą błoną białkowo-lipidową, które zawierają szereg enzymów hydrolitycznych. Lizosomy są odpowiedzialne za proces trawienia wewnątrzkomórkowego składników protoplastu, związanego z przebudową komórki.
 
 Centriole - występują w komórkach zwierzęcych w pobliżu jądra komórkowego. W czasie podziału komórki wytwarzają struktury biegunowe wrzeciona podziałowego (kariokinetycznego).


 Mikrotubule - struktury te, w postaci rurek, biorą udział w ruchu cytoplazmy, a także podziale komórki gdzyż budują wrzeciona podziałowe.

 

Chromosom jest zbudowany z dwóch chromatyd. Pojedyncza chromatyda to cząsteczka DNA z białkami, które zapewniają jej uporządkowanie. W danym chromosomie obydwie chromatydy są genetycznie jednakowe, bo chromosom obejmuje dwie czasteczki DNA powstałe w wyniku replikacji cząsteczki wyjściowej.

Chromatydy są też morfologicznie jednakowe. Każda ma wygląd przewężonej w pewnym miejscu pałeczki. Właśnie w okolicy tych przewężeń chromatydy połączone są za pomocą kompleksów białkowych w chromosom. Przewężenie to nazywane jest centromerem, a w jego skład wchodzi kinetochor - białkowa struktura, do której przyczepiają się mikrotubule wrzeciona podziałowego.

Dwie chromatydy tego samego chromosomu nazywa się chromatydami siostrzanymi.

W niektórych chromosomach występują na chromatydach jeszcze dodatkowe przewężenia. Oddzielają one trabanty (inaczej organizatory jąderkotwórcze), czyli satelity. Trabant zawiera DNA, które po podziale komórki odtworzy jąderko. U człowieka satelity występują na chromosomach 13, 14, 15, 21, 22.

0x01 graphic


Chromosom może przyjmować różne kształty i rozmiary, przewężenia mogą znajdować się w różnych jego częściach, ale dana cząsteczka DNA wytwarza zawsze chromosom wyglądający tak samo!

 

Jądra komórkowe człowieka posiadają po 46 chromosomów (w znaczeniu cząsteczek DNA). Połowa chromosomów pochodzi od matki - to te chromosomy, które znajdowały się w komórce jajowej przed zapłodnieniem, a druga połowa od ojca - to te, które zostały wniesione do komórki jajowej przez plemnik. A więc gamety mają po 23 chromosomy. Mówi się, że gamety posiadają pojedynczy zestaw chromosomów, czyli są haploidalne, a reszta komórek człowieka ma podwójny zestaw chromosów, czyli jest diploidalna.

Haploidalność oznacza się literą „n”, a diploidalność znakiem „2n”. Zapisuje się przy tym często ile chromosomów zawiera jądro komórkowe. W rozważanym przypadku zapis ten wyglądałby następująco dla gamet: „n=23” i tak dla reszty komórek „2n=46”.

U zwierząt regułą jest, że ich komórki są diploidalne, a gamety przez nie wywarzane są jedynymi haploidalnymi komórkami cyklu życiowego. Haploidalne jądra komórek gamet są wytwarzane z diploidalnych komórek w procesie zwanym mejozą, a diploidalna zygota powstaje przez zlanie się dwóch haploidalnych gamet.

W komórkach diploidalnych można wyróżnić pary chromosomów homologicznych. Chromosomy homologiczne to takie, które zawierają różne allele tych samych genów. Jeden z chromosomów zawsze pochodzi od ojca, a drugi od matki. W ten sposób wyróżnia się w komórkach człowieka 22 pary chromosoów homologicznych.

A dlaczego nie 23 pary skoro każda diploidalna komórka ludzka zawiera 46 chromosomów? Dlatego, że jedna para chromosomów w ludzkich komórkach jest szczególna. Jest to para chromosomów płciowych.

Istnieją dwa rodzaje chromosomów płciowych: X i Y. Mają one zupełnie odmienne morfologię i zakres informacji genetycznej (nie mają alleli tych samych genów). Komórki kobiet zawierają dwa chromosomy X, a komórki mężczyzn jeden X i jeden Y. O ile w świetle przyjętej wyżej definicji, można dwa chromosomy X w komórkach kobiecych uznać za homologiczne, to nie można już tego zrobić w przypadku pary XY w komórkach męskich.

Plemnik człowieka zawiera chromosom X albo Y, a ludzka komórka jajowa zawsze jeden X. Jeżeli komórkę jajową zapłodni plemnik z chromosomem X, to powstanie zygota z dwoma chromosami X i rozwinie się z niej płód żeński. Jeżeli komórkę jajową zapłodni plemnik z chromosomem Y, to powstanie zygota z parą chromosomów XY i rozwinie się z niej płód męski. Wynika stąd, że to od zapładniającego plemnika zależy płeć rozwijającego się z zygoty płodu.

Parę chromosomów płciowych nazywa się inaczej heterochromosomami. Dla odróżnienia pozostałe 22 pary chromosomów nazywane są autosomami.

Chromosomy homologiczne w danej parze mają taką sma morfologię (taki sam kształt).

 

 

Mitoza i mejoza są to kariokinezy - podziały jądra. Na podział cytoplazmy, towarzyszący zazwyczaj podziałowi jądra, jest inne określenie - cytokineza.

W wyniku mitozy tworzą się dwa takie same jądra komórkowe, równoważne z jądrem wyjściowym. Jeżeli towarzyszy temu cytokineza, powstają dwie komórki, najczęściej podobnej wielkości, posiadające identyczne jądra.

W wyniku mejozy tworzą się cztery jądra komórkowe, różne od jądra wyjściowego i różne od siebie. Przy czym jądro wyjściowe jest diploidalne, a cztery nowe są haploidalne. Mejozie towarzyszą zazwyczaj dwie cytokinezy, w wyniku czego powstają cztery komórki. Mogą być podobnych rozmiarów lub jedna z nich jest znacznie większa od trzech pozostałych.

 

Mitoza jest procesem odpowiedzialnym za namnażanie się komórek, w konsekwencji czego powstają komórki potomne, zupełnie podobne do komórki macierzystej, tyle że początkowo od niej mniejsze. Za przekazywanie cech komórkom potomnym odpowiedzialne jest jądro, dlatego też jego podział musi odbywać się w taki sposób, aby jądra komórek potomnych miały dokładnie taką samą zawartość, co jądro komórki macierzystej.
W czasie trwania mitozy wyróżnia się dwa zasadnicze etapy: kariokinezę i cytokinezę. Podczas kariokinezy następuje podział jądra, cytokineza z kolei polega na podziale i przeniesieniu cytoplazmy i zawartych w niej organelli do dwóch komórek potomnych.
Kariokineza jest bardzo skomplikowanym zjawiskiem, podzielonym na pięć następujących po sobie faz:

  1. Profaza.

  • Prometafaza.