immunologia jest to nauka o funkcjonowaniu układu odpornościowego
cechy układu odpornościowego:
zdolność uczenia się i zapamiętywania
Samoregulacja
Zdolność reagowania na bodźce w sposób odpowiedzialny
Mechanizmy zamienne
Zdolność tolerancji (fizjologiczna flora bakteryjna, ciąża)
Pracuje w sposób ciągły przez cale życie- spadek z wiekiem
Popełnia błędy (autoagresja, nadwrażliwość)- autoagresja- niszczenie własnych komórek, tkanek; nadwrażliwość - nadmierna reakcja- choroby alergiczne
rola układu odpornościowego w organizmie:
obronna (grzyby, bakterie, wirusy, pasożyty)
nadzorcza (kom. patologiczne- nowotwory)
homeostatyczna
W jaki sposób organizm rozpoznaje patogeny ( PAMP-TLR)
strategia działania układu odpornościowego:
niedopuszczenie do wtargnięcia wroga do organizmu
zniszczenie wroga przy użyciu mechanizmów obrony wrodzonej
zniszczenie wroga przy użyciu mechanizmów obrony nabytej
ogólna budowa układu odpornościowego-
jest to układ rozproszony (zaleta):
struktury anatomiczne,
komórki
czynniki humoralne
Wada: utrudniona komunikacja.
anatomiczne struktury układu odpornościowego:
centralne:
grasica
szpik kostny- różnicowanie, powstawanie i dojrzewanie limf. B + produkcja tymocytów
*tymocyty- niedojrzałe limf. T
obwodowe
grudki limfatyczne: samotne i skupione
migdałki,
wyrostek robaczkowy,
węzły chłonne,
śledziona; MALT; BALT; GALT; NALT
najważniejsze cechy budowy grasicy:
od 14 roku życia zaczyna inwoluować, pozostaje po niej ciało tłuszczowe z fragmentami ciała grasiczego,
otoczona torebka łącznotkankowa- dzieli ja na zraziki,
podzielona na cześć korowa i rdzenna (z kom. Nabłonkowych, ciałek grasiczych, makrofagów i kom dendrytycznych- rola: synteza i różnicowanie limfocytów T- tylko 5% na obwód, posiadają wysoka ekspresje MHC)
hormony grasicy:
tymozyna
grasiczy czynnik humoralny
tymopoetyna
tymulina
tymostymulina
głownie syntetyzowane w ciałkach Hassala (suplementacja TFX u pacjentów z zaburzonym wytwarzaniem limf T)
obwodowe narządy limfatyczne:
grudka limfatyczna
migdałek
kępki Peyera- jelito kręte
wyrostek robaczkowy
węzły chłonne
śledziona
budowa grudki limfatycznej
samotne lub skupione,
nieotorbione;
Występują bezpośrednio pod nabłonkiem np. w przewodzie pokarmowym, drogach oddechowych, i narządzie moczowo - płciowym
złożona z komórek nabłonkowych + limf B i T; zawierają centra rozrodcze (rozpoznanie wroga; limfocyty B 95%, T-5%, makrofagi i kom dendrytyczne)
Migdałek- skupienie tkanki limfatycznej, samotnych grudek limfatycznych; (pierścień migdałków: w strategicznym miejscu połączenie dróg oddechowej i pokarmowej
tkanka limfatyczna związana z błonami śluzowymi (MALT) -miejsca bezpośredniego kontaktu z patogenami,
GALT- przewodu pokarmowego
BALT- dróg oddechowych
NALT- nosa i gardła
komórki biorące udział w reakcjach immunologicznych:
limfocyty T i B
granulocyty
monocyty/ makrofagi
kom dendrytyczne
kom NK
kom tuczne
kom nabłonkowe
kom śródbłonkowe
fibroblasty
płytki krwi
czynniki humoralne- umożliwiają komunikację( ukł odpornościowy jest rozproszony)
immunoglobuliny
składowe dopełniacza
białka ostrej fazy
cytokiny
cytokiny - i :
-są to „hormony” układu odpornościowego: białka, produkowane przez kom układu odpornościowego; wpływają na kom układu odpornościowego i inne,
interleukiny (opisane-o znanym składzie aminokwasowym
chemokiny
interferony (α,β,γ)
TNF-y
Czynniki wzrostu
Aby cytokiny mogły wywierać efekt receptory
ogólne zasady funkcjonowania cytokin w organizmie: SIEC CYTOKINOWA
jedna cytokina może być produkowana przez wiele typów Komorek,
dana cytokina może być produkowana przez dana komórkę w odpowiedzi na różne sygnały,
dany bodziec może indukować syntezę rożnych cytokin,
PLEJOTROPIA dana cytokina działa na rożne kom i wywołuje różne efekty
Redundancja- różne cytokiny, działając na ta sama kom, wywołują taki sam efekt
odpowiedz kom na dana cytokine zależy od jej stanu czynnościowego,
odpowiedz kom na dana cytokine zależy od stężenia cytokiny
cytokiny działają wspólnie (synergistycznie lub antagonistycznie)
cytokiny mogą działać autokrynowo
IL-1
reguluje przebieg odp. immunologicznej i reakcji zapalnej
źródło: monocyty * wiele źródeł
czynniki indukujące: LPS, egzotoksyny, peptydoglikany, wirusy, grzyby, IFNγ, TNF,C5a,
działanie: granulopoeza, synteza przeciwciał, proliferacja, synteza cytokin
IL-6
MECHANIZMY OBRONNE: odpowiedz immunologiczna, reakcja zapalna, krwiotworzenie,
Źródło:monocyty * wiele innych
Czynniki indukujące: IL-1, TNF, IFN, LPS, wirusy,
SILNY INDUKTOR HEPATOCYTOW DO SYNTEZY BIALEK OSTREJ FAZY,
TNF
cytokina regulująca odpowiedź zapalną i immunologiczną,
czynnik indukujący: LPS
działa m.in.: na kom nowotworowe indukując apoptoze
interferon:
α,β,κ,δ- prod przez leukocyty, fibroblasty i keratynocyty,
γ- prod przez limfocyty T i kom NK,
ZAKAZENIE WIRUSOWE!
Dzialanie:
przeciwwirusowe,
aktywacja kom NK i limfocytow Tc,
wzmaganie cytotoksyczności makrofagow,
wzmaganie zdolności fagocytarnej makrofagow,
wzmaganie ekspresji czasteczek MHC,
indukcja syntezy wielu cytokin,
chemokiny (małe cytokiny):
cytokiny pozapalne
główna rola to działanie chemotaktyczne (neutrofile, eozynofile, bazofile, monocyty, makrofagi, kom. Tuczne, limf T i B)
regulują ekspresje cząsteczek adhezyjnych (wpływ na kolejność napływu kom do miejsca zapalenia)
IL-8- przykład chemokiny
reguluje funkcje neutrofilów,
chemotaksja,
wzmaga procesy oddechowe- wybuch tlenowy
powoduje degranulacje,
aktywuje uwolnienie enzymów lizosomalnych,
wzmaga ekspresje receptorów dla składników dopełniacza,
wzmaga działanie cytotoksyczne,
przykłady zastosowań cytokin w terapii:
IFN-β- stwardnienie rozsiane,
IFN-γ- przewlekla bialaczka szpikowa, przewlekle zapalenie wątroby typu B i C
IL-2- choroby nowotworowe,
Erytropoetyna- w leczeniu niedokrwistości, doping
STRATEGIA FUNKCJONOWANIA UKŁADU ODPORNOŚCIOWEGO.
Niedopuszczenie do wtargnięcia:
bariery anatomiczne i funkcjonalne organizmu:
anatomiczne:
skora (nabłonek rogowaciejący, złuszczanie kom, pot, łój, pH)
drogi oddechowe (nabłonek rzęskowy, wydzielina sluzowo-surowicza, kichanie, kaszel)
przewód pokarmowy (błona śluzowa, perystaltyka, kwas solny, flora bakteryjna, ślina)
MALT
Funkcjonalne:
Czynniki humoralne
czynniki humoralne stanowiące ważne bariery funkcjonalne:
laktoferryna i transferryna- wiążą żelazo
lizozym- przeciwbakteryjny,
immunoglobuliny (sIgA)
interferony,
enzymy proteolityczne,
defensyny- naturalne antybiotyki produkowane przez komórki nabłonka
2. Zniszczenie wroga mechanizmami odporności wrodzonej:
ODPORNOŚĆ WRODZONA:
bardzo szybka,
wiele mechanizmów działających równolegle,
nieomylna (nie prowadzi do autoagresji)
bardzo skuteczna,
bez pamięci immunologicznej,
wywołuje odp zapalną
czynniki humoralne odporności wrodzonej:
białka i polipeptydy płynów ustrojowych,
immunoglobuliny (GAM),
interferony,
układ dopełniacza,
białka ostrej fazy,
komórki biorące udział w odporności wrodzonej:
komórki NK,
makrofagi,
neutrofile,
komórki tuczne,
eozynofile,
Gdy cz. humoralne i komórki działają razem prowadzą do rozwoju zapalenia
etapy rozwoju odporności wrodzonej:
rozpoznanie wroga [PAMP-TLR]
miejscowa kumulacja czynników humoralnych i kom aktywnych w procesach obrony wrodzonej,
cząsteczki PAMP (wzorce molekularne związane z patogenami):
składniki ściany komórkowej bakterii (LPS, PGN)
formylowane peptydy bakterii,
mangany- cukry
bakteryjny DNA,
dwuniciowe RNA,
receptory Toll-podobnych (TLR):
kom nabłonka, śródbłonka, tuczne, kardiomiocyty, adipocyty, fibroblasty, makrofagi, kom dendrytyczne, limfocyty, granulocyty, kom NK- rozpoznają PAMP,
receptory błonowe: TLR-1, 2, 4, 5, 6;
receptory wewnątrzkomórkowe (w błonie fagolizosomów): TLR-3, 7, 8, 9- rozpoznanie patogenów wewnątrzkomórkowych np. wirusy
TLR:
TLR2- receptor błonowy, rozpoznaje PGN (bakterie G+), kwasy lipotejchojowe-ligandy, dodatkowo: lipopeptydy, β-glukany: grzyby, Toxoplasmosa gondii
TLR4- rozpoznaje LPS (bakterie G-), rozpoznaje też Trichonomas vaginalis + grzyby Aspergillus
TLR 5- główny ligand: flagelina - rozpoznaje bakterie posiadające rzęski
Mogą tworzyć dimery: TLR1/TLR 2- ligand: triacylowane lipopeptydy mycobacterii
TLR2/TLR6- diacylowane lipopeptydy mycoplasm, zymosan
przebieg reakcji rozwijającej się w wyniku aktywacji komórek na skutek interakcji PAMP - TLR
wydzielanie β-defensyny z kom nabłonka- NATYCHMIASTOWE ZABICIE WROGA,
wydzielanie histaminy, LT, PG, PAF z kom tucznych- WZROST PRZEPUSZCZALNOSCI NACZYN
wydzielanie cytokin pozapalnych z kom tucznych, nabłonkowych i śródbłonkowych (kom lokalne)-
WZROST EKSPRESJI CZASTECZEK ADHEZJI MIEDZYKOMORKOWEJ- CHEMOTAKSJA
NAPLYW CZYNNIKOW HUMORALNYCH (Ig, składowe dopełniacza) i KOMÓREK KRWI (neutrofile, monocyty, makrofagi), w kierunku zwiększającego się stężenia czynnika chemotaktycznego,
Aktywacja neutrofilów i makrofagów do fagocytozy i wytwarzania reaktywnych form tlenu,
FAGOCYTOZA-niszczenie wroga przez rodniki tlenowe
Wydzielanie kolejnych porcji cytokin pozapalnych z kom tucznych, nabłonka, śródbłonka oraz z neutrofilów i monocytów/makrofagów
Amplifikacja procesu
ZAPALENIE
komórki NK (natural killers):
naturalna cytotoksyczność komórkowa,
populacja dużych ziarnistych limfocytów (LGL) (zaliczane do limfocytów obwodowych)
duże jadro komórkowe,
liczne ziarnistości cytoplazmatyczne,
markery: CD3-, CD16+ (FcγR receptor dla IgG), CD56+,
lokalizacja: krew obwodowa(10%) , wątroba(50%), śledziona(10%), węzły chłonne(2-7%),
↑ ich aktywności: IL-2, IFNα, IFNβ, IL-12, wysiłek fizyczny, dieta beztłuszczowa,
↓ PGE2, oddawanie krwi, stres, pączek ,
zawartość ziarnistości NK (perforyna i granzymy)
etapy reakcji naturalnej cytotoksyczności komórkowej:
rozpoznanie kom docelowej przez kom NK,
aktywacja kom NK i „programowanie” do lizy,
degranulacja kom NK (perforyna tworzy dziury),
zniszczenie kom docelowej,
rozpoznanie komórki docelowej przez komórkę NK (receptory hamujące i receptory aktywujące)
jeżeli MHC1 przyłączy się do rec. hamującego brak reakcji
jeżeli ligand aktywujący przyłączy się do rec. aktywującego to zabicie kom
proces cytotoksyczności komórkowej z udziałem perforyny
zawartość ziarnistości kom NK (razem z granzymami)
rola granzymów w reakcji naturalnej cytotoksyczności komórkowej
proteazy serynowe,
rozkładają proenzymy z rodziny kapsaz
→ indukcja apoptozy komórki,
reakcja ADCC- cytotoksyczność komórkowa zależna od przeciwciał; na pograniczu wrodzonej i nabytej,
kom NK, makrofagi, monocyty, neutrofile, eozynofile, trombocyty, subpopulacja limfocytówT,
receptor Fc dla immunoglobulin:
FcγR- IgG (IgG1 i IgG3)
FcεRII- dla IgE (eozynofile, trombocyty, makrofagi)
Przeciwciała w odporności wrodzonej
Udział w reakcji ADCC
Aktywacja dopełniacza drogą klasyczną
Udział w fagocytozie(opsoniny)
3. Zniszczenie wroga mechanizmami odporności nabytej
ODPORNOŚĆ NABYTA
Rozwija się powoli
Jeden główny mechanizm
Może prowadzić do autoagresji
Niezwykle skuteczna
Posiada pamięć immunologiczną
Mech humoralne
Przeciwciałą IgG, IgM, IgA, IgE
Mechanizmy komórkowe
Limf T (Tc, Th)
Limf B
Rozwój odp nabytej przebiega z udziałem:
Limf B, T
Kom prezentujących antygen
MHC kl I i MHC kl II
Rec TCR limf T
Receptor BCR limf B
Regulacja-cytokiny
rodzaje odporności nabytej:
odpowiedź humoralna (z udziałem swoistych przeciwciał),
odpowiedź komórkowa,
odpowiedź z udziałem limfocytów Tc,
odpowiedź z udziałem limfocytów Th (późna)
etapy rozwoju odporności nabytej:
rozpoznanie wroga i jego prezentacja (cząsteczki MHC- obecne w błonie komórek organizmu)
przekaz informacji o wrogu (receptor TCR- obecny w błonie limfocytów)
decyzja o kierunku odpowiedzi swoistej (typ cząsteczki MHC↔ populacja limfocyt T→ cytokiny i cząsteczki adhezyjne)
rozwój odpowiedzi swoistej (pobudzenie limfocytów B→ produkcja przeciwciał; powstanie limfocytów T (Tc, Th)
Wszystkie etapy odp nabtej są regulowane przez CYTOKINY
rozwój i dojrzewanie limfocytów B- w szpiku kostnym!
w ich rozwoju bierze udział IL-2
dojrzewanie: powstanie limf proB→ ekspresja cząsteczek MHCII i CD19→w cytoplazmie pojawia się ciężki łańcuch π→niedojrzały limfocyt B (posiada receptor błonowy IgM)→ dojrzały limfocyt B (MHCII, CD19, CD21*, CD23*, receptor błonowy IgM i IgD) *CD21 i CD23 określają dojrzałość limfocytów B
receptor BCR
receptor immunoglobulinowy limfocytów B; IgM, IgD
związanie go z antygenem stanowi I sygnał w aktywacji limfocytów B- odgrywa kluczową rolę w rozwoju odpowiedzi nabytej,
Dojrzały limf B dziewiczy + antygen = limf B pobudzony
Kom plazmatyczna
Limf B pamięci
limfocyty B pamięci
długo żyją
są liczne
mają więcej cząsteczek MHC II
łatwiej ulegają aktywacji
proces dojrzewania limfocytów T w grasicy
z tymocytów CD4⁻, CD8⁻ i TCR⁻ mogą powstać :
CD4⁻ CD8⁻ TCRγδ⁺
CD4⁺ CD8⁻ TCRαβ⁺ limfocyty T CD4, Th
CD$⁻ CD8⁺ TCRαβ⁺ limfocyty T CD8, Tc odpowiedź typu komórkowego-cytotoksyczny
W grasicy limfocyty T nabywają kompetencji immunologicznej w trakcie:
selekcja pozytywna ( + restrykcja MHC) przez komórkę nablonkowatą
jeżeli młodociany limf T nie potrafi rozpoznawać MHC I lub II to zostaje zabity
jeżeli rozpoznaje lepiej MHC I zostaje Tc CD8
jeżeli rozpoznaje lepiej MHC II to zostaje Th CD4
selekcja negatywna przez komórki dendrytyczne limfocytów CD4
jeżeli za silnie rozpoznaje MHC to zostaje zabity
jeżeli prawidłowo to zostaje wypuszczony na obwód
selekcja negatywna przez rdzeniowe komórki nabłonkowate limf CD8
jeżeli za silnie rozpoznaje MHC to zostaje zabity
jeżeli prawidłowo to zostaje wypuszczony na obwód
dojrzały limfocyt T dziewiczy po kontakcie z antygenem staje się pobudzony i może się przekształcić w
limfocyt T efektorowy
limfocyt T pamięci
subpopulacja CD4⁻ CD8⁻ TCRγδ⁺
Rozpoznają antygeny bez udziału cząsteczek MHC (w kontekście CD1?)
Zdolność cytotoksyczności kom naturalnej i z udziałem przeciwciał (ADCC)
Odporność p-bakteryjna, p-wirusowa, p-nowotworowa
Limfocyty Th0 może się zróżnicować na
Th1- biorący udział w odp typu komórkowego(późnego)
Pobudza jego powstawanie Il 12, IFNγ
Hamuje go Il 4 i 13 (wytwarzane przez Th2)
Wydziela Il 2 i INFγ
Th2- biorący udział w odp typu humoralnego (wspomaganie limf B)
Pobudza go Il-4
Hamuje go INFγ (Th1)
Wytwarza: Il-4,5,6,13
Komórki prezentujące antygen APC
Prezentacja antygenów w kontekście cząsteczek
MHC I- wszystkie komórki organizmu
MHCII
makrofagi, komórki dendrytyczne(mieloidalne z TH1, limfoidalne z Th2, limf B tradycyjne APC
neutrofile, monocyty, kom tuczne, nabłonka, śródbłonka po aktywacji INFγ
Etapy rozwoju odporności nabytej
1)Prezentacja wroga
Peptydy endogenne MHC 4
Peptydy egzogenne MHC 8
2)Przekaz informacji o wrogu
Sygnał I
MHC II limf T CD4
MHC I limf T CD8
Sygnał II
Kostymulacja- kooperacja wielu cząsteczek błonowych APC i limf T + działanie aktywujące Il-2
3)Decyzja o kierunku odp nabytej
APC z MHC I z pomocą Th1 limf T CD8 odp kom z limf Tc
APC z MHC II T CD4 pod wpływem:
Il-4 przez Th2 limf B odp humoralna
Il-12 IFNγ przez Th2 makrofag odp komórkowa późna
Odpowiedź humoralna
WYTWORZENIE SWOISTYCH PRZECIWCIAŁ
Biora w niej udział : APC, limf Th2, limf B(kom plazmatyczne)
Aktywacja limfocytów B
I sygnał- związanie antygenu przez BCr i prezentacja antygenu w kontekście MHC II
IIsygnał - wymiana sygnałów(ko stymulacja z limf CD4
IIIsygnał - oddziaływanie cytokin wydzielanych przez zaktywowany limf Th2
Proliferacja limf B
Różnicowanie w komórki plazmatyczne- dojrzewanie ziarnistości, produkcja przeciwciał
Klasa syntetyzowanych Ig zależy od cytokin limf Th2
„równowaga” Il-4,5,6,13 IgG IgM
„Przewaga” Il-4 IgE
„przewaga” Il-5 IgA
rola przeciwciał w mechanizmach obronnych:
wiązanie patogenów i tworzenie kompleksów immunologicznych, (małe kompleksy usuwane są w nerkach i wątrobie, duże eliminowane przez kom żerne, natomiast średnie są patologiczne)
wiązanie (neutralizacja) egzotoksyn,
wiązanie struktur powierzchniowych patogenów warunkujących ich przyleganie do kom gospodarza,
ułatwianie fagocytozy (immunofagocytoza),
aktywacja dopełniacza drogą klasyczną,
udział w reakcji ADCC,
rola odpowiedzi humoralnej w mechanizmach obronnych:
odgrywa kluczową rolę w odpowiedzi przeciwbakteryjnej, przeciwwirusowej, przeciwnowotworowej, a także jest istotna w odporności przeciwgrzybicznej i odpowiedzi skierowanej przeciwko pasożytom,
przebieg aktywacji spoczynkowych limfocytów Tc
I sygnał- rozpoznanie antygenu prezentowanego w kontekście MHC 1,
II sygnał-aktywacja przez zaktywowany limfocyt Th1 (IL-2) oraz cytokiny syntetyzowane i wydzielane przez APC (kom dendrytyczne, mieloidalne lub makrofagi- w tej reakcji oczywiście),
rola limfocytów Th1 w dojrzewaniu limfocytów CTL
Th1 po aktywacji wydzielają IL-2, która aktywuje limfocyty Tc→ proliferacja i aktywacja→ zaktywowany Tc= CTL
cechy limfocytów CTL
w ich ziarnistościach perforyny i granzymy,
rozpoznaje „wroga” bez aktywacji i współpracy z limfocytem Th1,
rola odpowiedzi komórkowej z udziałem limfocytów Tc w mechanizmach obronnych- zabicie:
kom z wirusem,
kom z bakterią,
kom nowotworowych,
przebieg odpowiedzi komórkowej późnej:
(prowadzi do patologii)
przebiega z udziałem APC (makrofag, kom dendrytyczna- głownie kom Langerhansa) i limfocytów Th1,
kom efektorową jest makrofag,
fagocytoza, zabijanie wewnątrzkomórkowe, cytokiny,
rola limfocytów Th w odpowiedzi nabytej:
uczestniczą w aktywacji limfocytów B w przebiegu odpowiedzi humoralnej (Th2)
biorą udział w aktywacji Tc i powstaniu limfocytów CLT (Th1)
biorą udział w rozwoju odpowiedzi kom późnej i powstaniu aktywowanych („gniewnych”) makrofagów (Th1)
rola makrofagów w obronie wrodzonej i nabytej:
fagocytoza i zabijanie wewnątrzkomórkowe,
prezentacja antygenów w kontekście MHC I i MHC II,
centralna rola w odpowiedzi komórkowej typu późnego,
p-ciała = Ig ale Ig= p-ciała + BCR:
4 łańcuchy: 2 ciężkie (H) i 2 lekkie (L)- połączone wiązaniami dwusiarczkowymi,
Cześć zmienna :1/2 lekkiego i ¼ ciężkiego; różnią się w obrębie klas
Część stała: pozostałe fragmenty, determinują specyficzność
Fab - zawiera miejsca wiążące antygen- paratop[dopasowany przestrzennie do determinanty antygenowej- epitopu]
Fc - wiązanie się z komórkowymi receptorami dla przeciwciał + aktywacja dopełniacza,
Region zawiasowy (nie występuje w IgE, a jest bardzo dlugi u IgD), jest odpowiedzialny za ruchliwość ramion Fab i ich możliwość ustawiania się pod rożnym katem względem siebie i Fc(możliwość łączenia z 2 antygenamiprecypitacja)
W obrębie paratopu rejony zrębowe i rejony hiperzmienne(mające kontakt z AG)
WARTOŚCIOWOŚĆ ilość AG które może związać 1 Ig np. monomer=2, dimer=4 pentamer=10
klasy immunoglobulin - podstawa podziału:
- biora udzial w odporności wrodzonej i nabytej,
-w zależności od typu lancuch ciezkiego wyróżniamy klasy:
α- Iga
δ- IgD
ε- IgE
γ- IgG
μ- IgM
-lancuchy lekkie: κ, λ odpowiedzialne za typy,
powinowactwo przeciwciał i zachłanność:
SWOISTOŚĆ- wynika z konfiguracji przestrzenne lancuchow ciezkich i lekkich ramion immunoglobuliny, determinuja ja regiony zrębowe i regiony hiperzmienne,
ZACHŁANNOŚĆ- sila wiazania wielowartościowego antygenu z przeciwciałem,
immunoglobuliny jako receptory komórkowe:
BCR: IgM, IgD
TCR: IgG, IgA, IgE
IgD
do 1%,
monomer
jest receptorem na limfocytach B,
odp za rozwój nabytej humoralnej odp immun przez BCR
IgE
Fizjologicznie obecna w śladowych ilościach
Monomer
FcεR na kom tucznych i bazofilach
odpowiedzialna za nadwrażliwość typu 1
obrona p-pasożytnicza
IgG
najwazniejsza (80%)
ZAWSZE jest monomerem,
4 podklasy
Wiążą dopełniacz(oprócz IgG4)
Wiąże się z FcδR
Działa P-bakteryjnie, p-wirusowo w tkankach
Jako jedyna przechodzi przez łożysko,
Fagocytoza
Reakcja ADCC (cytotoksyczność zależ od p-ciał)
Aktywacja klasycznej drogi aktywacji C3
IgM
I faza odp immun(niskie dopasowanie epitopu)
Pentametr, łańcuch J
płatek śniegu,
postać kraba(5 wartościowa mimo 10 Fab)
heksamer
Monomer - BCR na limfocytach B,
do tej klasy naleza przeciwciała A, B, 0,
aktywacja klasycznej dr ukł dopełniacza 400xsilniej od IgG,
IgA
Wysoka ilość syntezy w wydzielinach śluzowych i surowiczych
Monomer : osocze
Dimer: S-IgA wydzielnicze składa się z : łańcucha J(joining) i
Wiąźe się z FcαR fragmentu wydzielniczego -ochrona przed enzymami,
działanie: p-bakteryjne/ p-wirusowe -transport przez błony,
w błonach śluzowych i wydzielniczych - dodatkowe rusztowanie
Fagocytoza
reakcje ADCC
Przeciwciała Monoklonalne:
Są swoiste wobec 1 antygenu- epitopu
Produkowane przez hybrydoma( immunizowany limf B + hybryda z kom szpiczaka)
Zastosowanie: lokalizacja nowotworu- koniugaty PM z radioizotopami)
co to jest układ dopełniacza:
- element odporności wrodzonej humoralnej, stanowi „dopełnienie” roli przeciwciał
Eliminacja bakterii, kom nowotworowych, pasożytniczych
Indukcja procesów zapalnych
Wspomaganie procesu fagocytozy
Usuwanie kompleksów immunologicznych
niedobory składowej C3:
↑ podatności na zakażenia bakteriami otoczkowymi (np. Haemofilus influenza, Streptococcus pneumoniae/ pyogenes)
współistnienie chorób o podłożu autoimmunizacyjnym (m.in. kłębuszkowe zapalenie nerek, zespoły przypominające toczeń trzewny układowy)
drogi aktywacji układu dopełniacza:
klasyczna (z udzialem IgG i IgM),
alternatywna,
pektynowa,
czynniki aktywujące drogę klasyczną
kompleksy antygen- przeciwciało (Ag-Ab -> IgM i IgG1-3)← zależy od odporności nabytej!
niektóre bakterie (np. E.coli)
niektóre wirusy,
białko CRP,
składowa C1q (powstanie kompleksu antygen-przeciwcialo IgG), przeciwciało wiąże C1q tylko wtedy, gdy jest ono związane z antygenerm
przebieg drogi klasycznej aktywacji układu dopełniacza
kompleks MAC:
-kompleks atakujący błonę komórkową i prowadzący do lizy komórki: C5b678(9)n,
czynniki aktywujące drogę lektynową:
niezależna od przeciwciał,
białko ostrej fazy MBL- lektyna wiążąca mannozę, z tej samej rodziny co C1q, reaguje z mikroorganizmami i proteinazami MASP1 i 2,
przebieg drogi lektynowej aktywacji dopełniacza
MBL wiąże mannozę na rzęskach, wiciach, otoczkach bakterii
MBL-AG MASP-1 MASP-2 (aktywacja)
Rozpad C4, C3 i C5 powstaje C5b tworzenie MAC
czynniki aktywujące drogę alternatywną
bakterie G+ i G-,
pierwotniaki,
wirusy i kom. Zakazone wirusami,
robaki pasożytnicze,
grzyby,
kom nowotworowe,
niezależna od przeciwciał! Mechanizm wrodzony!
przebieg drogi alternatywnej aktywacji układu dopełniacza:
komórki profesjonalnie fagocytujące (wazny element mechanizmów odporności wrodzonej):
neutrofile,
makrofagi,
kom tuczne,
etapy fagocytozy
etap wstępny
rozpoznanie patogenu,
napływ kom fagocytujacych (chemotaksja),
aktywacja do fagocytozy,
fagocytoza:
związanie patogenu przez fagocyt,
pochłoniecie patogenu (endocytoza)
utworzenie fagolizosomu,
zabijanie wewnątrzkomórkowe,
rozpoznanie patogenu [PAMP - TLR]
chemotaksja i czynniki chemotaktyczne
-migracja komorek w kierunku zwiększającego się stężenia czynnika chemotaktycznego;
neutrofile i makrofagi:
C3a, C5a,
IL-8, TNF,
PAF, LTB4,
Defensyny,
fMLP (formylowany peptyd bedacy składnikiem sciany komrkowej bakterii)
kom tuczne:
C3a, C5a, (produkt uboczny aktywacji układu dopełniacza)
IL-8,
Defensyny,(naturalne antybiotyki, zabija w 10 s, synteza w nabłonku)
RANTES (jedna z chemokin),
aktywacja neutrofilów - czynniki aktywujące:
czynniki endogenne:
IFN-γ,
TNF,
IL-8,
Czynniki pochodzące od drobnoustrojów:
LPS,
Dipeptyd muramylowy,
fMLP
Związanie patogenu do komórki fagocytującej
1)opsonizacja przez opsoniny-IgG, C3b (na fagocycie są rec rIgG, rC3b)
2)na powierzchni fagocytów i patogenów są cząsteczki lektyn i cząsteczki cukrów, wiązanie l-c
opsoniny i ich rola
białka lub przeciwciała naturalne,
występują w surowicach,
są to czynniki adsorbowane na powierzchni drobnoustrojów i ułatwiające ich pożarcie przez kom fagocytujące,
immunofagocytoza
zwiazanie patogenu,
opsonizacja i opsoniny,
biora udzial przeciwciała IgG (swoiście wiaza antygeny)
składowe dopełniacza C3b,
lektynofagocytoza:
zwiazanie patogenu,
biora udzial LEKTYNY (bialka majace zdolnisc do wiazania cukrow- cukier w scianie kom patogenow),
mechanizmy tlenowe wewnątrzkomórkowego zabijania
WYBUCH TLENOWY: synteza reaktywnych form tlenu
mechanizmy tlenowe:
anionorodnik ponadtlenowy,
nadtlenek wodoru,
rodnik hydroksylowy,
tlen singletowy,
aktywność mieloperoksydazy,
kwas podchlorawy,
chloraminy,
Antyoksydanty
Pomidory
Zielona herbata
Wit ACE
Czerwone wino(reswerator)
mechanizmy pozatlenowe wewnątrzkomórkowego zabijania (duzy efekt bakteriobójczy):
enzymy degradujące bialka (elastaza, proteza)
enzymy degradujące lipidy (lipazy, fosfolipazy)
defensyny,
lizozym,
laktoferryna (hamuje rozmnazanie bakterii)
mechanizmy unikania fagocytozy przez drobnoustroje:
unikanie rozpoznania- np. paciorkowce wytwarzaja otoczkę (zasłania PAMPy),
unikanie związania- np. gronkowiec złocisty wytwarza bialko A, które wiaze przeciwciało fragmentem Fc, (↓Ig)
hamowanie fuzji fagosomu i lizosomy- np. Salmonella, Mycobacterium, Legionella- wytwarzaja substancje niszczace cytoszkielet umożliwiający przysuwanie fagosomu do lizosomy (nie powstaje fagolizosomu!)
ucieczka z fagosomu do cytoplazmy- np. Listeria, Shigella, Ricketsja,
defekty fagocytozy:
zespol LAD-I i LAD-II (ograniczona migracja),
[brak cząsteczek adhezji brak migracji ↑ leukocytów we krwi + częste infekcje]
zespol Chediaka i Higashiego (ograniczona zdolność do zabijania wewnątrzkomórkowego)
przewlekla choroba ziarniakowa
[brak enzymów wybuchu tlenowego, brak ROS, powstaja komórki olbrzymie- ziarniniaki]
MHC- główny kompleks antygenów zgodności tkankowej:
wiązanie i prezentowanie antygenów limfocytom T CD4 lub CD8,
podział cząsteczek MHC na klasy:
klasa I- na powierzchni wszystkich komórek jądrzastych (w niewielkiej ilości również na erytrocytach)
klasa II- na limfocytach B, makrofagach, kom dendrytycznych, kom Langerhansa, kom nabłonkowych grasicy,
po aktywacji: TNFγ na neurofilach, monocytach, kom tucznych, kom nabłonka, śródbłonka
zakotwiczone w błonie komórkowej
budowa cząsteczek MHC klasy I:
2 łańcuchy:
Ciężki α, składa się z 3 domen:α1, α2, α3 tworzących pętle [α1, α2 cechuje duża zmienność]
Lekki β2mikroglobulina, identyczna we wszystkich cząsteczkach tego typu),
połączone niekowalencyjnie,
Łańcuchy α1, α2 układają się, tworząc rowek, który jest miejscem wiązania prezentowanych (limfocytom T) antygenów
Rowek - miejsce wiązania AG białkowego po jego przekształceniu do krótkich odcinków peptydowych, które posiadają determinanty antygenowe swoiście rozpoznawane przez limf T
MHC I - budowa rowka wiążącego antygen:
α1 - 1 helisa α i 4 pasma β
α2 - 1 helisa α i 4 pasma β
Łącznie: Od góry 2 helisy α, 8 pasm β tworzy dno rowka,
Kieszonki kotwiczące antygen, do których przyłączają się aminokwasy kotwiczące antygen
budowa cząsteczek MHC klasy II:
łańcuch α ma 2 domeny- α1, α2
łańcuch β ma 2 domeny - β1, β2
łańcuchy α i β połączone ze sobą niekowalencyjnie, mają podobną budowę,
Domeny zewnętrzne (α1 i β1) obydwu łańcuchów tworzą rowek,
α1 - 1 helisa α i 4 pasma β
β1 - 1 helisa α i 4 pasma β
Łącznie : Dno rowka: 8 przeciwbieżnie ułożonych pasm β, brzegi z 2 helis α
↑ ilość kieszonek
antygeny prezentowane przez cząsteczki MHC klasy I
antygenu kilku-aminokwasowe: 8-11, peptyd jest cały w rowku
endogenne (z wnętrza kom APC)
bakterie i wirusy które posiadają cykl życiowy wewnątrz komórki gospodarza, w cytosolu
antygeny prezentowane przez cząsteczki MHC klasy II
antygeny 12-25 aminokwasów (dłuższe niż MHC1), peptyd wystaje z rowka
egzogenne,
autoantygeny
przetwarzanie antygenów endogennych
bakteria/wirus → endocytoza → cykl życiowy → endogenny antygen → ubikwitynizacja →
U-AG → rozkład w proteasomie → peptydy → kanał TAP → ER (w którym są syntetyzowane MHC I) →
wiązanie MHC I-peptyd → transport do ap Golgiego → transport w pęcherzyku egzocytarnym do błony kom → prezentacja peptydu lim T CD8 przez TCR
przetwarzanie antygenów egzogennych
bakteria → fagosom → fagolizosom → cięcie proteolityczne → peptydy
równocześnie w ER powstają MHC II ale rowek związany przez łańcuch niezmienny,
który zabezpiecza przed wiązaniem innych białek → transport w pęcherzyku do fagolizosomu
fagolizosom zawiera teraz peptydy egzogenne, MHC II z łańcuchem niezmiennym i enzymy lizosomalne
enzymy uwalniają rowek przez odłączenie łańcucha niezmiennego → związanie peptydu do MHC II →
transport do błony kom → prezentacja peptydu limT CD4 przez TCR
cząsteczki CD1 - lokalizacja, budowla, rola
prezentują antygeny o charakterze lipidów i glikolipidów,
budowa podobna do MHC1,
występują na tradycyjnych APC,
przetwarzają endogenny antygen z udziałem endosomów,
rowek wiążący antygen jest hydrofobowy,
HLA główny układ antygenów zgodności tkankowej człowieka = MHC u człowieka
chromosom 6 koduje cząsteczki MHCI i II
układ wybitnie polimorficzny - liczne allele w każdym locus → ogromna różnorodność MHC → liczne białka→
możliwość odpowiedzi na antygeny wielu odmiennych mikroorganizmów
tzw. cząsteczki HLA klasy III
obejmuje 3 składniki dopełniacza: C2, C4 i czynnik B,
HLA a występowanie chorób u człowieka:
↑ ryzyko rozwoju choroby:
Zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa HLA-B27,
Celiakia HLA-DR3,
łuszcycaHLA-B13,
RZS HLA-DR4
↓ ryzyko zachorowania na:
RZS HLA-DRB1,
Malaria HLA-B53,
Rak jądra HLA-B8
słabe antygeny zgodności tkankowej
heterogenna grupa peptydów,
kodujące je geny rozrzucone po całym genomie,
indukują silną odpowiedź transplantacyjną,
antygeny zgodności tkankowej nie kodowane przez MHC,
immunomodulacja i jej rodzaje
immunostymulacja:
prewencja i leczenie chorób zakaźnych (szczepienia),
leczenie chorób nowotworowych,
leczenie niedoborów odporności,
immunosupresja:
biorcy przeszczepów,
leczenie chorób autoimmunologicznych,
immunoterapia alergii
Odporność:
Naturalna
Czynna- przechorowanie
Bierna- IgG przez łożysko
Sztuczna
Czynna - szczepienia
Bierna - immunoglobuliny
Czynno-bierna -szczepienie + Ig
Adaptywna - swoiste limf Tc
Waksykologia- Nauka o szczepieniach
Opracowanie szczepień
Kontrola skuteczności
definicja szczepionki:
preparat pochodzenia biologicznego zawierający substancje zdolne do indukcji określonych procesów immunologicznych, które warunkują powstanie trwałej odporności bez wywoływania działań toksycznych,
odpowiedź immunologiczna pierwotna i wtórna:
pierwotna:
pierwszy kontakt z antygenem,
wytwarzanie przeciwciał, limfocytów CLT i kom pamięci (B i T)
zabicie bakterii z udziałem przeciwciał, efekt limfocytów Tc wobec kom zakażonych przez patogeny,
wtórna:
większa liczebność limfocytów Tc,
szybszy wzrost stężenia przeciwciał,
większe stężenie przeciwciał,
więcej przeciwciał klasy IgG, Iga, mniej IgM,
rodzaje szczepionek:
swoiste- stymulują trwałą, swoistą odpowiedź immunologiczną przeciw określonemu patogenowi,
nieswoiste- stymulujące niespecyficzną odporność w nawracających lub przewlekłych zakażeniach o różnej etiologii (np. autoszczepionki)
cele szczepienia:
wytworzenie indywidualnej odporności wobec określonego drobnoustroju,
wyeliminowanie drobnoustroju ze środowiska w którym żyje człowiek,
Sposoby podania antygenu w szczepionkach:
atenuacja- proces pozbawiania właściwości chorobotwórczych patogenu,wirulencji, zjadliwości osłabienie
inaktywacja- zabicie patogenu,[np. przez formalinę, ogrzewanie, promieniowanie jonizujące]
element/fragment
inaktywowane toksyny [toksoidy]
użycie mniej wirulentnego szczepu (o podobnych właściwościach) częsciowa odporność
Przez te czynności patogen może stracić immunogenność, aby ją zwiększyć dodaje się adiuwant
adiuwant:
substancja o właściwościach nieswoistego modulatora, spowalnia uwalnianie antygenu z miejsca podania
sole glinu i wapnia,
toksoid czyli nieaktywna forma toksyny (anatoksyna)
podział szczepionek swoistych:
ze względu na ilość gatunków lub typów antygenów:
monowalentne (jednoważne) np. toksoid tężcowy [1 choroba- 1 AG]
poliwalentne (wieloważne)- kilka typów tego samego gatunku patogenu, np. grypa, pneumokoki
[1 choroba- kilka AG bo kilka serotypów]
skojarzone- kilka gatunków patogenu
np. DIPERTE→błonnica, krztusiec, tężec; MMR- świnka, odra, różyczka
ze względu na technologię pozyskiwania antygenów:
zawierające żywe, atentowane(osłabione) drobnoustroje (gruźlica, różyczka, odra),
zawierające martwe inaktywowane drobnoustroje (dur brzuszny, krztusiec, wścieklizna),
zawierające oczyszczone produkty drobnoustrojów (błonnica, tężec),
zawierające produkty rekombinowanego DNA,
szczepionki zawierające żywe atenuowane drobnoustroje: ospa wietrzna, gruźlica (BCG), MMR
zwykle wystarcza pojedyńcza dawka, [wysoka immunogenność]
możliwość powrotu drobnoustrojów do formy w pełni zjadliwej
zwiększona dawka i wydłużony czas obecności antygenów
przejściowe namnażanie się żywych drobnoustrojów,
szeroki zakres odpowiedzi komórkowej i humoralnej,
szczepionki zawierające inaktywowane (martwe) drobnoustroje lub ich produkty: polimyelitis, wściekliza
mniejsza immunogenność (zdolność do wywołania swoistej odpowiedzi immunologicznej),,
bezpieczniejsza, [nie istnieje rewersja do szczepu dzikiego]
zwykle większ liczba dawek,
szczepionki zawierające oczyszczone produkty drobnoustrojów WZW B, grypa, DiPerTe
wysoka skuteczność
toksoid tężcowy + błoniczy +zabite pałeczki krztuśca (DiPerTe)
Szczepionki zawierające rekombinowane DNA : HPV, WZW B
Bardzo bezpieczne, brak zanieczyszczeń biologicznych
Oczyszczony antygen o zachowanych właściwościach immunogennych
W sposób ukierunkowany stymuluje odp immunologiczną
ochronny efekt szczepień:
wywołanie fizjologicznej odpowiedzi immunologicznej z wytworzeniem:
odporności humoralnej,
odporności komórkowej,
komórek pamięci (B i T)!
przeciwwskazania do szczepień:
konsulacja ze specjalistą
leczenie immunosupresyjne po przeszczepie,
ciąża
odroczyć gdy:
stan obniżonej odporności,
infekcje, gorączka
operacja
przerwać gdy:
alergie,
defekty immunologiczne
Immunizacja bierna(gdy nie można czekać na efekt szczepienia- wścieklizna, tężec)
preparaty immunoglobulinowe:
gotowe przeciwciała, zwykle klasy IgG, podawane dożylnie, domięśniowo,
oczyszczone ludzkie IgG od ozdrowieńców
antytoksyna
preparat immunoglobulin skierowanych przeciwko danej toksynie,
np. antytoksyna błonicza, botulinowa, tężcowa, otulinowa, jadu węża, wścieklizna
probiotyki:
żywe organizmy, które mogą wywierać korzystny wpływ na organizm, podawane w odpowiedniej ilości, poprzez poprawę równowagi mikroflory jelitowej np. L. acidophilus, L.casei, Bifidobacterium (bifidum) (jak ludzkie)
działanie:
wytwarzanie bakteriocyn, nadtlenku wodoru
konkurowanie z bakteriami patogennymi o receptory na komórkach nabłonkowych [kolonizacja przewodu],
wytwarzanie związków o działaniu przeciwbakteryjnym i przeciwwirusowym,
zakwaszenie treści jelitowej, przez co hamowany jest wzrost niektórych bakterii chorobotwórczych,
wzmacnianie mechanizmów odporności w obrębie błon śluzowych,
Immunomodulacja
BCG (atenuowany szczep prątka bydlęcego gruźlicy):
Działanie- aktywacja monocytów i makrofagów,
Zastosowanie- terapia raka pęcherza moczowego,
Echinacea:
Wyciąg z jeżówki,
Pobudzenie makrofagów,
Zastosowanie: profilaktyka i terapia wspomagana infekcji górnych dróg oddechowych,
Immunosupresja
glikokortykosteroidy (GKS):
związki przeciwzapalne syntetyzowane przez kore nadnerczy,
działanie: upośledzenie prezentacji APC, hamowanie aktywności fagocytarnej i bakteriobójczej makrofagów,
zastosowanie: choroby autoimmunizacyjne, zapobieganie odrzucaniu przeszczepów, alergie
przeciwciała blokujące struktury powierzchniowe komórek:
anty-CD3, anty-CD25, anty-CD40, anty-CD80
działanie- blokowanie struktur powierzchniowych komórek immunologicznych, co uniemożliwia ich wzajemne interakcje,
zastosowanie: leczenie ostrego odrzucanie przeszczepu,
Terapia alergii
Blokery Il-4, blokery TNF, p-ciała anty IgE
Działanie: osłabienie działania cytokin, neutralizacja IgE
Zastosowanie: immunoterapia nieswoista alergii
2
C4a, C2b, C3a, C5a
Drobne peptydy powstałe jako produkt uboczny aktywacji dopełniacza biora udział w chemotakcji
wpływają na rozwój limf. T