1. Ogólna charakterystyka cytokin

Duża rodzina białek, głównie glikoprotein, która wpływa na funkcje komórek i warunkuje ich wzajemne oddziaływania takie jak proliferacja, różnicowanie czy ruchliwość komórek. Są to mediatory reakcji zapalnych i uczestniczą w reakcji krwiotworzenia. Wytwarzają je nie tylko komórki układu odpornościowego. Ich wzajemny układ oddziaływań funkcjonalnych określany jest mianem sieci cytokinowej. Wyróżniamy wśród nich:
- hematopoetyny
- interferony
- chemokiny
- niektóre czynniki wzrostu
- nadrodzina TNF – czynnika martwicy nowotwory

Wykazują działanie:
- plejotropowe – określona cytkina działa wielokierunkowo i w odmiennych zakresach
- redundacja – różne cytokiny wywołują ten sam efekt
- anatoginistyczne/synergiczne
- zdolność do indukowania sprzężeń zwrotnych dodatnich i ujemnych
- indukcja kaskadowana
- addytywne lub neutralne

Receptory dla cytokin:
- z nadrodziny immunoglobulin (immunoglobulinopodobne)
- cytokin klasy I (hematopoetyn)
- cytokin klasy II (interferonów)
- dla cząsteczek nadrodziny TNF
- dla chemokin (sprzężone z białkami Gi)

Mogą być wydzielane:
- konsytutywnie np. cytokiny hematopoetyczne
- induktywnie np. po stymulacji Ag
Niektóre są wydzielane jako cząsteczki błonowe (TNF-α).

1. Działanie auto-, para i endokrynne cytokin.

- Działanie autokrynne – mogą działać na te same komórki które je wydzialają

- Działania parakrynne – działają na komórkę w najbliższym sąsiedztwie

- Działania endokrynnne – działają na dużą odległość np. na komórki w innych narządach, są roznoszone z krwią.

Bardzo często wrażliwość limfocytów na cytokiny zależy od uprzedniego rozpoznania antygenu (przez TCR lub BCR) i ekspresji odpowiednich receptorów dla cytokin!
Ponadto działanie wielu cytokin związane jest z ich lokalnych wydzielaniem np. do synapsy immunologicznej, dzięki czemu miejscowo osiągają duże stężenie.

1. Działanie synergistyczne i antagonistyczne cytokin.

Synergia – współdziałanie różnych cytokin w celu osiągnięcia konkretnego jednego celu np. IL-4 i IL-5 wydzielane przez aktywowany limfocyt Th indukują zmianę klasy przeciwciał limfocytu B na IgE. Ich działanie sumuje się – efekt działania kilku cytokin jest silniejszy niż pojedynczych.

Antagonizm – przeciwne działania cytokin np. wydzielana przez aktywowany limfocyt Th IL-4 jest hamowana przez również przez niego wydzielany INF-γ, co blokuje zmianę klasy przeciwciał.

1. Działanie plejotropowe i redundantne cytokin.

Plejotropowość – jedna cytokina działa na szereg różnych komórek np. Th produkuje IL-4 która aktywuje i pobudza limfocyty B, T i komórki tuczne.

Redundancja – kilka cytokin wywiera ten sam efekt np. IL-2, IL-4 i IL-5 pobudzają proliferację limfocytu B.

1. Cytokiny produkowane konstytutywnie.

Produkowane są w sposób ciągły np. hematopoetyny, odpowiedzialne za dojrzewanie granulocytów i makrofagów, wykazują działanie neutralne.

1. Cytokiny produkowane induktywnie.

Ich synteza odbywa się po stymulacji komórek przez antygen, syntezowane tylko wtedy gdy są potrzebne np. przy rozpoczęciu procesu zapalnego, martwicy. Są to np. IL-2,4,5.
Chemokiny prozapalne – ekspresja kodujących je genów indukowana jest przez inne cytokiny lub bezpośrednio przez drobnoustroje chorobotwórcze.

1. Interferony typu I i II i rola IFN-γ w odporności swoistej i nieswoistej.

Grupa cytokin wytwarza w odpowiedzi na zakażenie. Mają wiodącą rolę w odporności przeciwwirusowej.
- Interferony typu I – α, β,ε, ω i κ wytwarzane są przez plazmacytoidalne komórki dendrytyczne (INF-α i ω), keratynocytyny (κ) lub fibroblasty (β).
- Interferon typu II – γ, czyli immunologiczny wytwarzany jest przez limfocyty T aktywowane antygenami, cytokinami lub mitogenami, makrofagami czy przez komórki NKT.

Interferony α (leukocytarny) i β (fibroblastyczny) wytwarzana są w wyniku indukcji wirusami, endotoksynami, polisacharydami, polimerami syntetycznymi i polinukleotydami. Receptorami pobudzającymi ich syntezę są wewnątrzkomórkowe TLR (3, 7, 8 i 9), helikazy RNA oraz białka typu NLR -> pobudzają je wirusowe kwasy nukleinowe. TLR znajdują się głównie w komórkach dendrytycznych a pozostałe wewnątrz wszystkich komórek organizmu.
Syntezę INF typu I stymulują: IL-1, 2 i TNF-α. Receptory TLR 7 i 9 znajdują się wewnątrz endosomu przez co odpowiedź immunologiczna może nastąpić zanim nastąpi zakażenie przez wirusa. (α – wydzialają leukocyty, β – fibroblasty)
INF typu II wytwarzają limfocyty T i komórki NK pobudzone przez: IL-2, 12, 15, 18 lub 21.

Receptory dla interferonów to heterodimery składające się z dwóch różnych podjednostek (np. dla α,β i ω to IFNAR1 i INFAR2, dla γ IFNGR1 i IFNGR2). Po związaniu z receptorem w błonie aktywują kinazy tyrozynowe JAK, które fosforylują białka STAT a te łącząc się ze sobą w homo i heterodimery przechodzą do jądra komórkowego gdzie aktywują ekspresję genów docelowych – geny stymulowane przez interferon (ISG), której występują sekwencje stymulowane przez interferon (ISRE).

Receptor dla INF-γ również aktywuję kinaże JAK. Fosforyluje ona dwa identyczne STAT1, które łączą się w czynnik transkrypcyjny wiążący z ISRE a także z sekwencjami aktywacji przez interferon γ (GAS).

Interferony stymulują takie geny jak:
- cząsteczki MHC kl. I i II
- receptor dla fragmentu Fc IgG (FcγRI = CD64)
- chemokiny IP10 i MIG
- białko Mx
- kinazę białkową R
- indukowana syntaza tlenku azotu (iNOS)
- podjednostkę oksydazy NADPH komórek żernych
- IRF-1

Interferony nie wykazują bezpośredniego działania przeciwwirusowego, ale oddziałują na komórki indukując w nich powstanie czynników przeciwwirusowych i „stanu gotowości przeciwwirusowej”, z czego do najważniejszych należy pobudzenie syntezy syntazy oligoizoadenylanowej, kinazy białkowej R i aktywacja genu Mx. Indukuje to w komórce różnorodne mechanizmy przeciwwirusowe utrudniające zakażenie a także interferujące z replikacją wirusów na poziomie transkrypcji i translacji oraz utrudnianie formowania wirionów. Mają wieloraki wpływ na układ odpornościowy:
- nasilają cytotoksyczność limfocytów Tc, komórek K i NK
- wzmagają ekspresję cz. MHC
- wzmagają ekspresję niektórych cząsteczek i receptorów powierzchniowych np. CD80, FcR
- aktywują makrofagi i wzmagają fagocytozę
- indukują wytwarzanie innych cytokin (IL-1, 6, TNF-α, IP10, MIG)

INF-γ jest o wiele aktywniejszy niż α i β. Wszystkie interferony wzmagają ekspresję cząsteczek MHC klasy I, a INF-γ czyni to dodatkowo w stosunku do cząsteczek MHC klasy II oraz kostymulującej cząsteczki CD80 i jest zarazem najsilniejszym aktywatorem ich ekspresji. Interferony stymulują również prezentację krzyżową antygenów. INF-γ w kooperacji z innymi cytokinami uczestniczy w różnicowaniu limfocytów B w kierunku komórek uwalniających przeciwciała biorące udział w immunofagocytozie oraz w ADCC. Interferony ze względu na swe działanie antyproliferacyjne są inhibitorami krwiotworzenia, a INF-γ jest podejrzany o patogenezę groźnej niedokrwistości aplastycznej. Poza tym interferony wykazują działanie przeciwnowotworowe bezpośrednie i pośrednie. Zwiększając na komórkach nowotworowych ekspresję cz. MHC i antygenów związanych z nowotworem, co ułatwia ich wykrycie i usunięcie, hamują powstawanie naczyń krwionośnych itd.

1. Rola bialek JAK i STAT w przekazywaniu sygnału aktywacji.

Większość cytokin aktywuje szlak przekazu sygnału w komórce za pomocą kinaz tyrozynowych JAK oraz białek STAT. Kinazy fosforylują białka STAT i te w jej wyniku łączą się tworząc homo- i heterodimery przechodzące do jądra komórkowego i aktywujące ekspresję genów docelowych ISG -> ISRE.

1. Zróżnicowanie budowy receptora Il2. Co z tego wynika?

Najważniejszą jej funkcją jest regulacja aktywności limfocytów i ochrona przed autoimmunizacją. Aktywuje limfocyty T regulatorowe. Może także pobudzać proliferację limfocytów Tc CD8⁺. Jest także czynnikiem wzrostu dla limfocytów Th i komórek NK. Indukuje wytwarzanie wielu cytokin – INF-γ, limfotoksyn, samej siebie IL-6 i GM-CSF.
Jest wytwarzana głównie przez limfocyty Th1 rozpoznające antygen, i mniej przez Tc. Wzmaga jej ekspresję sygnał kostymulujący przekazywany przez CD28.

Receptory dla IL-2 występują na większości aktywnych limfocytów T i B i na pobudzonych monocytach. Istnieją 3 formy receptorów zbudowane z łańcuchów: α(CD25), β (CD122) i γ (CD132). Wyróżniamy:
- funkcjonalny receptor o dużym powinowactwie złożony z łańcucha α, β i γ.
- funkcjonalny receptor o pośrednim powinowactwie złożony z łańcucha β i γ (na komórkach NK).
- niefunkcjonalny (nieprzewodzący sygnału) receptor o małym powinowactwie zbudowany wyłącznie z łańcucha α.
Receptory o dużym powinowactwie występują tylko na pobudzonych limfocytach T i B i na około 10% spoczynkowych komórek NK. Najważniejszą rolę w przenoszeniu sygnału odgrywa łańcuch IL-2Rβ oraz IL-2Rγ też ma udział. Mutacja ekspresji jego genu prowadzi do ciężkiego złożonego niedoboru odporności. Rozmieszczenie receptorów na różnych komórkach w zależności od ich powinowactwa umożliwia precyzje skupienia w danym miejsciu IL-2. Ponadto łańcuch γ wchodzi w skład receptorów dla IL-4, 7, 9 i 15 -> jest to mechanizm odpowiedzialny za redundancję. Pobudza ona takie procesy jak:
- proliferacja limfocytów regulatorowych i cytotoksycznych
- hamowania różnicowania limfocytów Th17
- różnicowanie limfocytów T w kierunku Tc
- proliferacja i różnicowanie limfocytów B w kooperacji z IL-4 i IL-5
- aktywacja i proliferacja komórek NK
Jedna z najważniejszych cytokin uczestniczących w wygaszaniu reakcji immunologicznej po wyeliminowaniu antygenu.

1. Cytokiny produkowane przez Th1.

Wytwarzają IL-2 (a także IL-18), stymulującą cytotoksyczność limfocytów oraz INF-γ aktywujący makrofagi i mają wybitny udział we wspomaganiu odpowiedzi typu komórkowego. Pobudzają wytwarzanie IgG1 i IgG3 aktywujące dopełniacz i pośredniczące w immunofagocytozie.

1. Cytokiny produkowane przez Th2

Wytwarzają IL-4, 5, 10 i 13 będące czynnikami wzrostu i różnicowania limfocytów B i wspomagają głównie odpowiedź humoralną. Pobudzają wytwarzanie przeciwciał IgA i IgE -> odpowiedź przeciwpasożytnicza, w błonach śluzowo-surowiczych oraz wzrost i różnicowanie komórek tucznych i eozynofilów -> rozwój alergii.

1. Rola środowiska cytokinowego w przekształcaniu Th0 w Th1 i Th2.

Limfocyt Th0 wytwarza się z Th prekursorowego i wydziela szereg różnych cytokin – IL-1, 2, 3, 4, 5, GM-CSF i INF-γ. Na dalszą jego specyfikację ma wpływ rodzaj cytokin, których działaniu jest poddawany. Po opuszczeniu grasicy dojrzałe limfocyty Th przechodzą przez 3 etapy rozwoju, różniąc się zakresem cytokin wytwarzanych w wyniku aktywacji. Różnicowanie zależy od udziału różnych komórek prezentujących antygen oraz ilości dostępnego antygenu. Dla proliferacji, różnicowania się i migracji obydwu subpopulacji ważne są sygnały przekazywane przez obecne na nich cząsteczki CD28 i OX40 (CD134), których ligandami są CD80/CD86 i OX40L występujące na komórkach prezentujących antygen.
- przekształcenie w Th1 - > IL-12, 18, 23 i 27 INF-γ.
- przekształcenie w Th2 -> IL-2, IL-4, 7, 25, 33 i TSLP

1. Pojęcie tolerancji immunologicznej.

Zjawisko tolerancji wyraża sie zahamowaniem odpowiedzi immunologicznej typu późnego (DTH) jak i wytwarzania przeciwciał (także IgE) po ponownym zetknięciu z antygenem. Pierwsze spotkanie z antygenem (toleroantygenem) zamiast do aktywacji prowadzi więc do ich swoistego unieczynnienia. W przypadku tolerancji pokarmowej sensem jest zapobieganie uogólnionej odpowiedzi immunologicznej na antygeny pokarmowe, przedostające się do krążenia w wyniku zmian szczelności bariery między światłem jelita a krwią. Wskazuje to na istnienie komórek o działaniu supresorowym na dany antygen, krążących w całym organizmie.

1. Tolerancja w centralnych narządach limfatycznych. ( tolerancja Ag własnych)

Tolerancja na antygeny własne jest podstawową właściwością układu immunologicznego, której ustrój uczy się w trakcje życia płodowego. Najbardziej radykalnym etapem indukcji tolerancji centralnej jest usunięcie autoreaktywnych limfocytów T na etapie dojrzewania w grasicy, podobnie dzieje się w przypadku autoreaktywnych limfocytów B w szpiku (możliwe redagowanie receptorów BCR). Na obwód przedostają się te o średnim lub małym powinowactwie. Brak ekspresji danego epitopu w grasicy może doprowadzić do wyjścia na obwód autoreaktywnych limfocytów. (charakterystyczny fenotyp CD45RA+ CD62L+). Opiera sie na toleryzacji limfocytów T i B podwójnie dodatnich CD4⁺ i CD8⁺ lub IgM⁺ IgD^-.

1. Tolerancja w obwodowych narządach limfatycznych ( tolerancja Ag konwencjonalnych).

Wiele mechanizmów współdziała ze sobą, aby nie dopuścić do aktywacji autoreaktywnych limfocytów T, które wydostały się z centralnych narządów limfatycznych:
- delecja klonalna – usunięcie autoreaktywnych limfocytów przez apoptozę „samobójstwo” lub „bratobójstwo”.
- ignorancja antygenu (sekwestracja) – jeżeli autoantygen nie zostanie zaprezentowany w grasicy to przeżywają limfocyty reaktywne wobec niego i może rozpocząć się proces destrukcyjny. Ma to miejsce w sytuacji gdy autoantygeny nie dostają się do krwi oddzielone szczelnym śródbłonkiem, chociaż nie jest ona aż tak duża jak sądzono (sekwestracja anatomiczna). Molekularna wiąże się z istnieniem epitopów mniej i bardziej immunogennych na autoantygenach. Dominujące są efektownie prezentowane dojrzewającym limfocytom, co prowadzi do ich eliminacji, ale przeżywają te rozpoznające epitopy ukryte. Przy zakażeniu wirusowym duże stężenie IFN-γ i TNF-α prowadzi do uwidocznienia epitopów ukrytych i może zapoczątkować proces autoimmunizacji. Sekwestracja uniemożliwia limfocytom autoreaktywnym dotarcie do antygenu.
- anergia - by aktywować limfocyt, komórka dendrytyczna musi mu przekazać sygnał przez receptory TCR i CD28 (ligand CD80). Gdy sygnał zostanie przekazany tylko przez TCR, wtedy komórka limfocytu w anergii, czyli nie wytwarza IL-2, nie proliferuje. Ten stan może się pogłębiać poczynając od coraz mniejszej ekspresji TCR aż do śmierci komórki. Komórki te mogą także reagować z kom. dendrytycznymi i hamować odpowiedź immunologiczną na inne antygeny prezentowane na tej samej APC. Do proliferacji nie dojdzie również, jeżeli drugi sygnał będzie mieć charakter hamujący (interakcja CD80/CD86 z CTLA-4 a także cząsteczki PD-1 limfocytu T z ligandem PDL-1 na limfocycie B, komórkach dendrytycznych, makrofagach, aktywowanych limfocytów T i wielu komórek spoza układu odpornościowego. Limfocyty B w ryzach trzyma głównie anergia. Zjawisko to ma znaczenie przy wywołaniu tolerancji infekcyjnej, podczas której powstają limfocyty Treg z limfocytów, które nie wykazały dotychczas tej funkcji pod wpływem innych limfocytów Treg hamujących drugi sygnał do aktywacji.
- redagowanie receptorów – zmiana swoistości receptorów
- aktywna supresja – biorą w niej udział komórki regulatorowe, wiele populacji komórek wykazuje zdolności hamowania odpowiedzi immunologicznej przeciwko własnym antygenom. Najważniejsze to limfocyty Treg o fenotypie CD4⁺CD25⁺CTLA-4⁺ i dużej ekspresji czynnika transkrypcyjnego FOXP3. Treg umożliwiają podjęcie decyzji, kiedy nie odpowiadać na antygen, gdyż jest on nieszkodliwym intruzem lub antygenem własnym. Kontrolują także siłę i czas trwania odpowiedzi immunologicznej. Opisano 3 populacje Treg: naturalne Treg powstające w grasicy z dziewczych lifmocytów T (TGF-β niezbędny do przeżycia) oraz 2 podgrupy indukowanych Th3 i Tr1, wydzialające zazwyczaj TGF-β i IL-10, których główną funkcja jest indukcja nowych limfocytów regulatorowych.
* Tr1 i Th3 – produkują IL-10 i TGF-β, zmniejszają zdolność komórek prezentujących antygen do aktywacji i stymulacji innych limfocytów T. Hamują też proliferację limfocytów dziewiczych
* T CD4+ CD25+ - mają receptor dla IL-2 i cząsteczki CTLA-4, mają cechy komórek w anergii, hamują proliferacje limfocytów CD4+ CD8+ oraz wytwarzanie przez nie innych cytokin. Po aktywacji wywierają efekt supresorowy w sposób antygenowo nieswoisty

♣ Limfocyty NKT – mają cząsteczki powierzchniowe charakterystyczne dla T i NK, wytwarzają wiele cytokin; IL-4, IL-10, IL-13, TGF-β. Hamują limfocyty oraz poprzez IL-13 wpływają na APC i powodują zmniejszone wydzielanie IL-12

♣ Komórki NK2 – znaczenie w podtrzymywaniu remisji i „wyciszaniu” procesu zaplanego, nie znane są jeszcze mechanizmy. Istnieją też badania nad NK1, które eliminują po prostu komórki zakażone wirusami i tłumią w zarodku infekcję, która mogłaby prowadzić do choroby autoimmunizacyjnej.

♣ równowaga Th1-Th2 – w przypadku chorób spowodowanych nadmierną aktywnością Th1 efekt terapeutyczny próbowano uzyskać po nadmiernej aktywacji Th2, np. poprzez podanie przeciwciał przeciw IL-12, IFN-γ lub podając IL-4 i przetaczając limfocyty Th2. Jednak badania wykazały, że nie zawsze mamy efekt terapeutyczny, a czasem nawet może dojść do indukcji procesu chorobowego.

Indukcja tolerancji sztucznej (głównie przy przeszczepie) może być uzyskana poprzez podawanie obcych antygenów już w życiu płodowym, podawanie ich do grasicy w celu wywołania delecji limfocytów, wyniszczenie komórek krwiotwórczych i podanie szpiku dawcy narządu. Poza tym tolerancję sztuczną można wywołać poprzez anergię klonalną, delecję klonalną, podwyższenie aktywacji Th2, supresję wybranych limfocytów. Organizm może też zaadaptować się do obcych antygenów –ten fakt wykorzystuje się przy leczeniu alergii – pacjentowi podaje się zwiększające się dawki alergenu, powstają przeciwciała blokujące, które uniemożliwiają wiązanie się alergenu do IgE a limfocyty Zostają zahamowane w wytwarzaniu IgE poprzez interakcję z kompleksami alergen-IgE

ignorancja – to stan w którym limfocyty nie wywołują reakcji, mimo że są uczulone na dany antygen. Sytuacja taka występuje w miejscach immunologicznie uprzywilejowanych jak mózg, rogówka oka i cała przednia komora oka, chrząstki czy jądro. Mechanizmy to obecność barier anatomicznych utrudniających napływ limfocytów a także barier funkcjonalnych oraz lokalne wytwarzanie cytokin supresyjnych – IL-10 i TGF-α.

• SUPRESJA ODPOWIEDZI IMMUNOLOGICZNEJ

Zadaniem supresji jest wyciszenie odpowiedzi na antygeny gdyż nadmierna mobilność komórek mogła by się skończyć tragicznie. Supresja skierowana jest głównie na antygeny pokarmowe, autoantygeny, antygeny bakterii saprofitycznych. Oto przykłady komórek posiadających takie zdolności :

1) Th1 – Th2

W przypadku choroby autoimmunizacyjnej występuje odpowiedz komórkowa indukowana przez Th1. Nadmierna aktywność Th1 jest znoszona przez Th2 co prowadzi do hamowania limfocytów autoreaktywnych, odpowiedz komórkowa zostaje wyciszona.

2) Tr1 i Th3

Hamują odpowiedz immunologiczną poprzez działanie na komórki prezentujące antygen (APC). Zmniejszają ich zdolność aktywacji i stymulacji LiT oraz limfocytów dziewiczych dzięki czemu zostaje zahamowana ich proliferacja. Efekty te są możliwe dzięki wydzielaniu IL-1 przez Tr1 oraz TGF-β przez Th3.

4) Limfocyty T CD4⁺ CD25⁺

Działanie związane jest z kontaktem bezpośrednim. Aktywacja tych komórek wymaga swoistego antygenu dla TCR. Aktywowane działają antygenowo nieswoiście rozwijając odpowiedz na wiele komórek autoimmunogennych. W działaniu przypominają komórki w stanie anergii: hamują proliferacje i wydzielanie cytokin przez komórki CD8⁺ i CD4⁺ , wydzielają IL-10 (tak jak Tr1), wykazują osłabioną zdolność proliferacji.

5)Limfocyty T CD8⁺ z receptorem TCRγδ

Występują na błonach śluzowych. Indukują proces tolerancji antygenów jednak tylko tych w nienaruszonym stanie np. przez trawienie. Więc podczas podania do ustnego nie działają. Podane donosowo aktywują proces tolerancji antygenów np. podanie donosowe insuliny.

6) NKT

Rozpoznają ligandy glikoproteinowe prezentowane przez APC , zapewniając ich tolerancje i hamują limfocyty diabetyczne . Myszy bez NKT zapadają na ostrą postać cukrzycy. Limfocyty te produkuja wiele cytokin: IL-4,10,13 , TGF-β.

7) NK2

Nie wiadomo co je aktywuje i jaki jest ich mechanizm działania :] . Mają wpływ na podtrzymanie remisji stawardnienia rozsianego wyciszając proces zapalny.

1. Podatność na tolerancję limfocytów T i B.

Wystąpienie tolerancji szybciej następuje w przypadku limfocytów T i trwa dłużej, a u limfocytów B ciężej wywołać tolerancję i szybciej ona przemija.

1. Rola dawki i częstotliwości podawania na wywołanie tolerancji.

Przy niskiej dawce antygenu (ignorancja) w stanie tolerancji są limfocyty T, przy wysokiej dawce w tolerancji są limfocyty T jak i B. Pośrednia wywołuje prawidłową reakcję układu odpornościowego.

1. Skutki kontaktu plodu z Ag konwencjonalnym w okresie przed i w trakcie ontogenezy układu immunologicznego.

Zdolność do wytwarzania śladowych ilości przeciwciał IgM obserwuje się w 21. tyg życia płodowego. Znaczne ilości komórek plazmatycznych stwierdza się dopiero u 6-miesięcznych noworodków. Ilość syntezowanych przeciwciał może ulec zwiększeniu w zakażeniach śródmacicznych np.: wirusem opryszczki lub różyczki (112 dzień życia płodowego -> produkcja przeciwciał), krętkiem kiły czy toksoplazmozą.

Noworodek w przypadku braku obecności przeciwciał matczynych szybciej zaczyna produkować własne przeciwciała, które prędzej osiągają wysokie miana, natomiast kiedy są dostępne dla niego przeciwciała matki produkcja jego własnych zaczyna się później i nie rośnie ich poziom tak gwałtownie.

1. Znaczenie I i II sygnału aktywacji limfocytow dziewiczych i pamięci. ( Anergia limfocytu)

Aby zostać aktywowanym limfocyt musi otrzymać co najmniej 2 sygnały – z TCR i z cz. kostymulujących. Najważniejsze są interakcje CD28, ICOS1, CD2 na powierzchni limfocytu z cz. CD80 i CD86, ICOS-L, LFA-3 oraz CD48 ma komórkach prezentujących antygen. Jeżeli limfocyt dziewiczy nie otrzyma drugiego sygnału wchodzi w stan anergii i traci na przyszłość możliwość aktywacji. Powstanie pełnosprawnych komórek efektorowych wymaga trzeciego sygnału dostarczanego przez cytokiny. W przeciwieństwie do komórek dziewiczych limfocyty pozostające w stanie aktywacji (a także limfocyty pamięci) wymagają tylko pierwszego sygnału aby rozpocząć proliferację.

1. Sieć cytokinowa (immunologiczna?)

Receptory limfocytów B i T są ignorowane ze względu na ich niską koncentracje, mogą w określonych sytuacjach stać się immunogenne. Ich rozpoznanie jest uwarunkowane sekwencjami cz. zmiennych V – zbiór determinant tzw. idiotop, a ich ogól w danym regionie V to idiotyp. Mogę być połączone z miejscem wiązania antygenu (szczególna rola regulacyjna) jak i mogą leżeć na zewnątrz od niego. Układ odpornościowy należy rozpatrywać jako sieć reagujących idiotypów i rozpoznających je antyidiotypów (paratopów) -> regulacja. Idiotyp związany z BCR lub TCR jest identyczny pod względem molekularnym (możliwe podobieństwo topograficzne) z determinantą pewnego zew. antygenu konwencjonalnego. Stąd przy wprowadzeniu antygenu wzrost przeciwciał o odpowiadającym mu idiotypie, następuje kaskada kolejnych reakcji antyidiotypowych. W stanie równowagi mechanizm ten utrzymuje stężenie immunoglobulin na niskim poziomie.
-> Determinanty idiotypowe są immunogenne
-> Ab anty-idiotypowe powstają po powstaniu przeciwciał anty-Ag
-> Ab anty – idiotypowe wywołują odpowiedź anty-anty-idiotypową
-> Skutkuje to wygaszeniem odpowiedzi immunologicznej przez danego Ag

Sieć cytokin powstaje w wyniku istnienia szeregu cytokin i odpowiadających na ich działanie komórek (lub tkanek) docelowych. Interakcja między nimi zachodzi poprzez łączenie się danej cytokiny ze specyficznym dla niej błonowym receptorem. Receptory odznaczają się bardzo znaczną czułością dlatego stężenia cytokin rzędu pikomoli już wywierają efekt w komórkach docelowych, który polega na wpływie poprzez wewnątrzkomórkowe mechanizmy sygnałowe na ekspresję pewnych genów.
Działanie sieci cytokin polega również na tym, że dana cytokina może wpływać z kolei na wytwarzanie i działanie całego szeregu innych cytokin.
Nie każda komórka jest w stanie reagować na daną cytokinę, nie każda także może tę cytokinę produkować. Działanie sieci cytokin jest zatem uzależnione od wielu czynników, będących kombinacją ilości cytokin, receptorów dla cytokin i rodzajów komórek. Nawet drobne zmiany w jednym miejscu sieci cytokinowej mogą wywoływać całkowicie inne reakcje układu odpornościowego. Jeżeli będziemy mieli np. do czynienia z cytokinami, które wykazują efekt redundancji w stosunku do trzech różnych typów komórek, ale w stosunku do czwartego typu będą wykazywać antagonizm, to w rezultacie ten czwarty typ komórek może wydzielać zupełnie inne cytokiny. One z kolei mogą wpływać na inne komórki, wywołując kolejne efekty. W ten sposób różnica w działaniu na pojedynczy rodzaj komórek może w rezultacie doprowadzić do kolejnej, nieco poważniejszej zmiany, co skutkuje powstaniem całkowicie innej sytuacji niż ta, którą można by otrzymać, stosując na początku drugą cytokinę.

1. Przeciwciała antyidiotypowe

W przeciwieństwie do czynników reumatoidalnych przeciwciała antyidiotypowe (Ab2) skierowane są przeciw determinantom znajdującym się we fragmencie Fab lub jego pobliżu. Mogą się łączyć z immunoglobulinami różnych klas jak i z receptorami immunoglobulinowymi (BCR i TCR). Niektóre nie blokują zdolności wiązania antygenu jeśli idiotypy z którymi się łączą leżą w regionach zrębowych i nie tworzą paratopy. Można wyróżnić idiotypy publiczne (na przeciwciałach o różnej swoistości) i prywatne (-||- o identycznej swoistości). Przeciwciała idiotypowe w każdym organizmie regulują stężenie tych przeciwciał, przeciw którym są skierowane, spełniają funkcję autoregulacyjną. Uniemożliwiają nadmierną, niekontrolowaną odpowiedź immunologiczną np.: przeciw antygenowi stale pobudzającemu nasz układ odpornościowy.

1. Regulacja z udziałem RFcIg.

Przeciwciała mogą wspomagać lub hamować odpowiedź immunologiczną nie tylko przez interakcje z innymi przeciwciałami, ale także z udziałem innych procesów:
- IgG i IgM aktywują dopełniacz i pobudzają odpowiedź humoralną, wiążac antygen, dopełniacz i oddziałując na limfocyty B głównie przez CR2 (CD21) – wzrost immunogenności przez krzyżowe wiązanie receptora BCR-Ag+C3d-CD21
- IgE może przekazać sygnał aktywacyjny limfocytowi B przez FcεRII
- Przeciwciała mogą po związaniu antygenu ułatwić jego endocytozę przez receptory FcγR, a także FcεRII na komórkach prezentujących antygen
- Wiele przeciwciał opłaszczając antygen może utrudniać rozpoznanie go przez limfocyty B (BCR)
- IgG wiążąc antygen mogą hamować inicjację odpowiedzi humoralnej, przekazując sygnał limfocytom B poprzez FcγRIIB (CD32)

1. Definicja zapalenia

Zapalenie jest naczyniowym i komórkowym odczynem żywej tkanki na uszkodzenie (inwazja czynnika zakaźnego, bodziec antygenowy lub uraz fizyczny) objawiającym się podwyższoną ciepłotą, zaczerwienieniem, obrzmieniem, bólem i upośledzeniem funkcji. Zjawiskami pierwotnymi w procesie zapalnym są: koagulacja, wysięk, aktywacja komplementy, diapedeza i imigracja granulocytów, aktywacja granulocytów, aktywacja monocytów i komórek śródbłonka, produkcja mediatorów zapalenia.

1. Odpowiedź miejscowa i systemowa w zapaleniu.

Przedostanie się bakterii do wnętrza organizmu indukuje reakcję zapalną poprzez aktywację cząsteczek PRM takich jak TLR, receptorów lektynowych, zmiataczy czy receptorów dla składników dopełniacza (są m.in. na komórkach nabłonkowych od strony podstawno-bocznej). Pobudzenie to indukuje uwalnianie mediatorów prozapalnych: chemokin, defensyn oraz niektórych cytokin. Przedostanie się drobnoustrojów przez błonę indukuje także aktywacje układu dopełniacza drogą klasyczną. Dochodzi do bezpośredniego niszczenia drobnoustrojów jak i przyciągania granulocytów, makrofagów i komórek dendrytycznych do miejsca objętego stanem zapalnym. Pierwsze ściągane są neutrofile, później makrofagi i komórki dendrytyczne, a fragmenty dopełniacza opsonizują ułatwiając fagocytozę. Pobudzony równocześnie układ krzepnięcia odgrywa istotną rolę w miejscowym procesie gojenia ran (układ krzepnięcia -> fibryna, fibroblasty wytwarzają kolagen). Charakterystyczna dla procesu zapalenia gra naczyniowa, mająca na celu miejscowe przekrwienie i zwiększenie przepuszczalności naczyń jest również efektem działania kompleksu mediatorów humoralnych. Najsilniejszym i najlepiej poznanym mechanizmem aktywacji ogólnoustrojowej odpowiedzi zapalnej jest stymulacja zapalenia przez zakażenie, wywoływana przez działanie lipopolisacharydowych cząsteczek endotoksyn bakteryjnych (wiąże się on z CD14 charakterystycznym dla makrofagów, TLR14 przyłącza się natomiast bezpośrednio do TLR)

Dla zmian zapalnych o charakterze ogólnoustrojowym najistotniejsza jest ta funkcja mediatorów, która polega na przekazywaniu informacji o zadziałaniu czynnika zapalnego innym komórkom i tkankom. Funkcja ta leży u podstaw patofizjologii ciężkich ogólnoustrojowych reakcji zapalnych. Gdy czynnik wywołujący zapalenie jest bardzo silny, działa przez dłuższy czas i dotyczy pierwotnie narządów o istotnym znaczeniu fizjologicznym oraz rozbudowanym unaczynieniu, istnieje zagrożenie stymulacji ogólnoustrojowej odpowiedzi zapalnej obejmującej wszystkie funkcje układowe.

Tak długo, jak długo czynnik zapalny działa miejscowo, aktywność pobudzonych mediatorów jest korzystna dla procesu zdrowienia i gojenia się ran, a jego efektem jest najczęściej wyzdrowienie. Gdy czynnik zapalny zadziała ogólnie (np. zakażenie krwi) lub jego działanie miejscowe jest bardzo silne i długotrwałe, mediatory zapalenia powodują objęcie procesem zapalnym innych, nie narażonych bezpośrednio na szkodliwe działanie czynnika zapalnego tkanek i narządów, a przebieg choroby staje się uogólniony, cięższy, długotrwały i o znacznie gorszym rokowaniu -> spada systemowy opór naczyniowy, objętość krwi przez utratę wody wewnątrznaczyniowej przez zwiększoną przepuszczalność naczyń, dochodzi do wykrzepień wewnątrznaczyniowych, mediatory zapalne aktywowane są w krążeniu systemowym i ostatecznie dochodzi do uogólnionej reakcji zapalnej (SIRS) ja i też może wystąpić wstrząs septyczny.

• Fagocytoza nieimmunologiczna – receptory (PRR – receptory rozpoznające wzorce) wiążą bezpośrednio patogen lub jego fragmenty (PAMP – wzorce molekularne zwiazane z patogenami)

• Fagocytoza immunologiczna:
  - Receptory dla FcIg
  - Receptory dla dopełniacza (występują na prawie wszystkich leukocytach):
  CR1 (CD35) – ligand to C3b, iC3b, C4b
  CR3 (CD11b/CD18 : MAC-1) – ligand to iC3b, ICAM-1, bakterie, zymozan, fibrynogen

1. Kaskada zdarzeń w zapaleniu

Następuje:
1. Inwazja czynnika zakaźnego, bodziec antygenowy, uraz fizyczny powodują uwalnianie mediatorów zapalenia (z bakterii, uszkodzonych tkanek, komórek tucznych (np. aminy naczynioruchowe)
2. Zachodzą zmiany chemodynamiczne: rozszerzenie naczyń włosowatych, zwolnienie przepływu krwi, zwiększenie przepuszczalności śródbłonka (co skutkuje podwyższoną temperaturą, zaczerwieniem i obrzękiem)
3. Migracja leukocytów do tkanki:
- aktywacja dopełniacza
- diapedeza i migracja granulocytów
- aktywacja granulocytów i monocytów
- naciek granulocytów

1. Rola cytokin i RFT w manifestacji objawów zapalenia ( zaczerwienienie, wzrost temperatury, obrzęk, ból)

Zaczerwienienie – IL-1, PGE, proteazy
Obrzęki – IL-6, LTC, IFN-γ
Gorączka – IL-8, PAF, MCP-1
Ból – TNF, NO, O_2,

Reaktywne formy tlenu będące wolnymi rodnikami:

• anionorodnik ponadtlenkowy O₂^•−

• rodnik wodoronadtlenkowy HO₂^•

• rodnik hydroksylowy HO^•

• rodnik alkoksylowy RO^•

Reaktywne formy tlenu nie będące wolnymi rodnikami (nie posiadające niesparowanego elektronu):

• tlen singletowy ¹O₂

• ozon O₃

• nadtlenek wodoru H₂O₂

RFT mogą odgrywać ważną rolę w prawidłowym funkcjonowaniu komórek, poprzez udział w sygnalizacji komórkowej i regulację takich procesów jak: proliferacja, różnicowanie, apoptoza i migracja czy krzepnięcie krwi.

1. Główne elementy komórkowe i humoralne w zapaleniu ostrym.

Elementami komórkowymi w reakcji zapalnej są: komórki tuczne, bazofile, trombocyty (źródło mediatorów zapalenia), makrofagi, neutrofile (pojawiają się jako pierwsze), w mniejszym stopniu euzynofile, limfocyty, komórki NK i komórki APC
Elementami humoralnymi: mediatory zapalenia np.: histamina, serotonina, prostaglandyny, cytokiny (prozapalne IL-1, 6, 8, 12, TNF), białka dopełniacza, białka ostrej fazy (BOFZ), przeciwciała.

1. Cytokiny prozapalne, regulatorowe i cytokiny ograniczające proces zapalny.

- Cytokiny prozapalne: TNF (monocyty, makrofagi, fibroblasty, limfocyty T), IL-1 (monocyty, makrofagi, fibroblasty, komórki nabłonkowe i śródbłonkowe, keratynocyty), IL-6 (monocyty, makrofagi, fibroblasty, komórki T, komórki nabłonkowe), IL-8 (monocyty, makrofagi, komórki nabłonkowe, keratynocyty, chondrocyty)

- Cytokiny regulatorowe:IL-2 (komórki T), INF-γ (komórki T, NK)

- Cytokiny przeciwzapalne: IL-4 (mastocyty, limfocyty T), IL-1RA (mastocyty, makrofagi, fibroblasty, komórki T), TGF-β (trombocyty, monocyty, makrofagi, komórki T, fibroblasty, komórki śródbłonka), IL-10 (komórki T i B, monocyty)

29. Pojęcie „lepkiego śródbłonka w reakcji zapalnej.

Określenie „lepkiego śródbłonka” odnosi się do chemotaktycznego przyciągania do jego powierzchni granulocytów w miejsce ogniska zapalnego. Chwilę po rozpoznaniu czynnika chemotaktycznego neutrofil wysuwa pseudopodia w określonym kierunku i zaczyna sie przemieszczać. Czynniki oddziałujące na granulocyty (głównie neutrofile i/lub monocyty):
- fragmenty C5a i C2a uwalniane w trakcie aktywacji dopełniacza (działa na neutrofile, eozynofile i makrofagi)
- FMLP uwalniany przez bakterie
- defensyny wytwarzane przez komórki nabłonkowe i neutrofile
- IL-1, TNF-β, a przede wszystkim CXCL8 (IL-8), CXCL1 (GRO-α), CXCL5 (ENA-78) i inne chemokiny uwalniane przez monocyty i makrofagi
- tripeptyd PRO-GLY-PRO uwalniany enzymatycznie z kolagenu
- leukotrien LTB₄ i czynnik aktywujący płytki (PAF) - >źródłem są neutrofile, bazofile, makrofagi i na nie też odziałuje
- chemeryna - > chemotaksja na makrofagi i komórki dendrytyczne oraz różnicowanie tk. tłuszczowej
- oseopontyna w kościach.
Najefektywniejsze są: C5b, LTB_4, FMLP i niektóre chemokiny. :
Pobudzone komórki żerne działają efektywniej, stąd też niektóre czynniki działają także aktywująco np.: FMLP i CXCL8 (IL-8).
Mediatory uwalniane przez mastocyty: histamina, serotonina, PGE₂, LTD₄, czynnik aktywujący płytki.

30. Dialog elementów komórkowych z śródbłonkiem naczyniowym.

Leukocyty krążące w łożysku naczyniowym mogą wzajemnie oddziaływać ze śródbłonkiem żyłek poprzez zespoły powierzchniowych cząsteczek adhezyjnych. W żyłkach tych siła hemodynamiczna jest niewielka, ładunek powierzchniowy śródbłonka niższy, a cząsteczki adhezji ulegają selektywnej ekspresji. Większa siła hemodynamiczna, silny prąd i wysoki ładunek zapobiegają adhezji. Jeżeli leukocyty będą wlaściwie stymulowane adhezja poprzedza migrację.
Wiązanie leukocytów do śródbłonka może ulec wzmocnieniu czterema sposobami:
- Wiele komórek magazynuje cząsteczki adhezji, które mogą zostać szybko przemieszczone na powierzchnię komórki
- W miejscach zapalenia komórka śródbłonka może syntezować nowe cząsteczki adhezji
- Molekuły takie jak LFA-1 mogą zwiększać swe powinowactwo po aktywacji komórki
- Reorganizacja cząsteczek adhezji na powierzchni komórki może spowodować powstanie „łatek” o wysokiej zachłanności. W praktyce komórki mogą stosować różne sposoby, a po wstępnej interakcji między tymi komórkami dochodzić może do zmian powinowactwa.

31. Etapy ekstrawazacji granulocytów

Opuszczanie naczyń odbywa się w kilku etapach następujących kolejno po sobie:
1) Toczenie się
2) Aktywacja
3) Ścisła adhezja
4) Diapedeza

1) Zetknięcie się granulocytu z powierzchnią komórek śródbłonka umożliwia połączenie selektyn i ich ligandów. Napierający prąd krwi wprawia je w ruch obrotowy co umożliwia mu wyszukiwanie odpowiednich substancji aktywujących tocząc się po powierzchni śródbłonka. Jedna z wielu interakcji w trakcie toczenia się to połączenie selektyny L z CD34. Selektyny łączą się z ogromnym powinowactwem, ale na bardzo krótko.

2) Jeżeli na powierzchni komórek naczyń napotka odpowiednie substancje aktywujące (najważniejsze to chemokiny) granulocyt zostanie aktywowany. Receptorów dla chemokin nie ma powierzchni granulocytów, dlatego nie mogą one zostać wciągnięte w głąb narządu limfatycznego, w innych w miejscach inwazji drobnoustrojów wytwarzane są chemokiny prozapalne które mogą ściągać już różne typy leukocytów.

3) Sygnał przekazywany leukocytom toczącym się przez receptory wiążące z chemokinami prowadzi do zmian w komórkach (np.: fosforylacja białek cytoszkieletu oraz tych łączących go z cytoplazmatycznymi fragmentami integry), przez co ulegają one (integryny) zmianom konformacyjnym i przekształcają się w cząsteczki silnie związane z ligandami. W trakcie ścisłej adhezji oddziałują między sobą np.: VLA-4 i LFA-1 na powierzchni leukocytu i VCAM-1 i ICAM-1 na komórce śródbłonka.

4) Transmigracja to proces w którym granulocyty przeciskają sie między komórkami śródbłonka do tkanek. Komórki śródbłonka łączą się ze sobą za pomocą połączeń zamykających oraz obwódek zwierających, odpowiadających za szczelność naczynia w ich tworzeniu uczestniczą cząsteczki JAM. W trakcie diapedezy nie może dojść do ich rozszczelnienia. Stąd też integryny łączą się z cz. JAM, które mają domeny Ig-podobne. W trakcie diapedezy dochodzi do rozłączenia się kadheryn VE obecnych w obwódkach zwierających -> w tym etapie uczestniczą cz. PECAM-1 oraz CD99. Białka błony podstawowej i macierzy pozakomórkowej są rozkładane za pomocą enzymów proteolitycznych – proteazy serynowe, metaloproteinazy.

32. Główne drobiny biorące udział w poszczególnych etapach ekstrawagacji granulocyta

Toczenie się – selektyna L leukocytu i CD34, selektyna E i Mucosin-like CAM (wielocukier), ICAM łączący się z integrynami
Aktywacja – IL-8 wydzielana przez komórki śródbłonka, receptory dla chemokin i integryny na powierzchni leukocytu, wytworzony proteoglikan
Ścisła adhezja - VLA-4 i LFA-1 na powierzchni leukocytu i VCAM-1 i ICAM-1 na komórce śródbłonka
Diapedeza – integryny, Mucosin-like CAM, PECAM-1, CD99, LFA-1 na powierzchni granulocytu, domeny lektynowe na selektynach, JAM-A, PECAM-1 i kadheryny VE ze śródbłonka.

Główne grupy receptorów adhezyjnych
* Nadrodzina immunoglobulin
- LFA-2 (CD2) - > LFA-3 (CD58) i odwrotnie
- ICAM-1 (CD54) -> LFA-1 (CD11a/CD18) i CR3 (CD11b/CD18)
- ICAM-2 (CD102) -> LFA-1
- VCAM-1 (CD106) -> VLA-4
* Integryny
β2
- LFA-1 (CD11a/CD18) - > ICAM-1, ICAM-2
- MAC-1, CR3 (CD11b/CD18) -> ICAM-1, C3bi, LPS
- gp150/95 (CD11C/CD18) ->C3bi, C3dg
β1
- VLA-1 (CD49a/CD29) -> laminina, kolagen
- VLA-2 (CD49b/CD29) -> laminina, kolagen
- VLA-3 (CD49c/CD29) -> laminina, kolagen, fibronektyna
- VLA-4 (CD49d/CD29) -> VCAM-1, fibronektyna
- VLA-5 (CD49e/CD29) -> fibronektyna
- VLA-6 (CD49f/CD29) -> laminina
* Selektyny
- L-Selektyna / LAM-1, LECAM-1 / (CD62L) - > P-Selektyna, E-selektyna
- E-Selektyna / ELAM-1 / (CD62E) - > antygen sialo Lewis X
- P-Selektyna / GMP-140 / (CD62P) - > L-Selektyna
* Kadheryny
* Receptory CD44

33. Charakterystyka i schemat budowy selektyn ( selektyny L, P, E ).

Do selektyn należą trzy cząsteczki o podobnej budowie:
- selektyna L (leukocytarna)
- selektyna E (endotelialna)
- selektyna P (płytkowa)
L obecna jest na powierzchni większości leukocytów, dziewiczych limfocytach T oraz T pamięci.
E pojawia się kilkanaście godzin po aktywacji komórek śródbłonka przez TNF-α, IL-1, LPS.
P jest magazynowana w ziarnach α płytek krwi i w ciałkach Weibela-Palade’a komórek śródbłonka -> po aktywacji szybko pojawia się na ich powierzchni, mogą ją również indukować niektóre cytokiny.
Budowa selektyn:
Wszystkie składają się z:
- domen podobnych do białek regulujących aktywność dopełniacza (najmniej ich w L, potem E, najwięcej w P
- domeny EGF-podobnej
- domeny lektynowej

34. Ligandy selektyn.

Należą do nich różnego rodzaju glikoproteiny i glikolipidy oraz ich modyfikowane pochodne. W ich budowie można wyróżnić rdzeń białkowy lub lipidowy, do którego są przyłączone rozmaite oligosacharydy, mogące łączyć się bezpośrednio z selektynami (sjalowane i fukozylowane laktozaminoglikany). Biosynteza tych oligosacharydów jest regulowana przez enzym (1,3)-fukozylotransferazę (FucT). Spośród ligandów najdokładniej poznane są mucyny, czyli glikoproteiny, do których cukry przyłączone są wiązaniami O-glikozydowymi. Są to np.:
- dla L selektyn -> GlyCAM-1, MadCAM-1, CD44
- dla P i E selektyn -> sialylowane glikoproteidy (antygen Lewis_

35. Charakterystyka i schemat budowy integryn (CD11/CD18).

Są to cząsteczki immunoglobulinopodobne, wiążą się z cząsteczkami Ig-podobnymi komórek śródbłonka. Integryny są heterodimerami utworzonymi z dwóch podjednostek α i β związanych niekowalencyjnie. Cząsteczki mają wspólny element budowy jakim jest domena immunoglobulinowa. Integryny CD11/CD18 należą do grupy β2 i łączą się z grupą cząsteczek ICAM (-1, -2, -3). Liczne mediatory procesów zapalnym zwiększają ekspresję integryn. Ogólnie wyróżniamy integryny:
- LFA-1 (CD11a)
- CR3 (Mac 1 – CD11b)
- CR4 (CD11c)

36. Ligandy integryn.

Są nimi cząsteczki z grupy ICAM, jak i laminina, kolagen, fibronektyna, iC3b czy VCAM-1.

37. Rola chemokin w przygotowaniu granulocytów do adhezji.

Wytwarzane w narządach limfatycznych tzw. chemokiny limfoidalne przyciągają, ale także aktywują przepływające przez żyłki z wysokim śródbłonkiem limfocyty. Ich receptory znajdują się głównie na powierzchni limfocytów dziewiczych oraz pamięci. Nie ma ich na granulocytach i monocytach, więc mimo toczeniach się i wytwarzania selektyny L nie zostają one zaktywowane i nie mogą wnikać w głąb narządu limfatycznego, ale może mieć to miejsce w pozostałych narządach w trakcie inwazji drobnoustrojów. Chemokiny mogą być aktywnie transportowane na powierzchnię komórek śródbłonka, przez co toczące leukocyty badają jego powierzchnie i mogą wyczuć najdrobniejsze zmiany świadczące o procesie zapalnym wewnątrz tkanki. Sygnał od chemokin prowadzi np.: do fosforylacji białek cytoszkieletu i białek łączących szkielet z cytoplazmatycznymi fragmentami integryn. W rezultacie integryny leukocytów ulegają zmianom konformacyjnym i z receptorów o bardzo słabym powinowactwie przekształcają się w cz. silnie wiążące z ligandami co umożliwia ścisłą adhezję.

38. Skutki oddziaływania cytokin prozapalnych na CUN.

W wyniku działania cytokin takich jak IL-1, TNF-α czy IL-6 na CUN dochodzi do gorączki uogólnionej oraz senności w związku z wydzielonymi prostoglandynami. Pobudzona szyszynka wydziela ACTH, przez które nadnercza, a konkretnie kora nadnerczy zaczyna wytwarzać glikokortykosteroidy, mogące mieć również wpływ na wątrobę i pobudzenie jej do produkcji białek ostrej fazy. Lokalna odpowiedź zapalna spowodowana przez IL-1, TNF-α oraz IL-6, LIF i OSM równiez pobudza wątrobę. Poza tym IL-6 i TNF-α pobudza szpik kostny (IL-3 podnosi poziom CSF) i doprowadza do zwiększonej produkcji leukocytów.

39. Rola cytokin w systemowej reakcji zapalnej.

Cytokiny mają wiele funkcji w regulacji stanu zapalnego – przede wszystkim mogą być one czynnikami aktywującymi jak i hamującymi. Stąd też np.: cytokiny amplifikujące takie jak INF-γ, IL-3 czy GM-CSF (czynnik tworzący kolonie granulocytów i makrofagów) wpływa aktywująco i proliferująco na makrofagi będące elementem odpowiedzi zapalnej. IL-4 i 10 natomiast działają na nie hamująco. Makrofagi wydzielają IL-1 i TNF będącymi głównymi cytokinami prozapalnymi działającymi najwcześniej.
TNF pobudza:
- komórki śródbłonka do aktywności prokoagulacyjnej, zwiększenia przepuszczalności naczyń i adherencji – sam śródbłonek zaczyna też wtedy wytwarzać substancje chemotaktyczne przyciągające w miejsce stanu zalanego.
- tkanki do katabolizmu czyli degradacji, nekrozy i proteolizy komórek objętych zakażeniem
- komórki docelowe do wytwarzania eikozanoidów, reaktywnych form tlenu i innych czynników przeciwzapalnych
IL-1 oddziałuje na:
- komórki docelowe podobnie jak TNF do produkcji proteaz i PAF (czynnik uwalniania płytek)
- wraz z IL-6, 11, LIF i TGF-β na komórki wątroby co pobudza ją do produkcji białek ostrej fazy zapalnej (BOFZ)
- w przebiegu bardzo ostrej reakcji zapalnej na centralny układ nerwowy, który poprzez wpływ na ośrodek termoregulacji prowadzi do gorączki ogólnoustrojowej, senności czy anoreksji. CUN wytwarza także ACTH pobudzające nadnercze do produkcji naturalnych sterydowych „leków przeciwzapalnych” jakimi są glikokortykosteroidy”.

40. Znaczenie BOF w zapaleniu.

Większośc tych białek syntezowana jest w wątrobie, a głównym stymulatorem ich wytwarzania jest IL-6 (podobnie LIF, OSM, IL-11, 1, 23 i TNF-α. Niektóre powstają również w komórkach śródbłonka, fibroblastach i adipocytach.
Głównie ich funkcje to:
- wzmaganie aktywacji dopełniacza
- opsonizacja mikroorganizmów
- ograniczenie uszkodzeń tkanek (inhibitory proteaz)
- białka wiążące metale – usuwają jony metali niezbędne do wzrostu bakterii

41. BOF szybko reagujące (CPR i SAA)

CRP - białko C-reaktywne należy do białek ostrej fazy i jego wzmożone wytwarzanie obserwuje się w następstwie uszkodzenia tkanek, zakażenia, reakcji zapalnej oraz w chorobie nowotworowej. Precypituje ono wielocukry C dwoinki zapalenia płuc. W stanach zapalnych jego stężenie w surowicy może wzrosnąć tysiąckrotnie. Wiąże chromatynę uwolnioną z rozpadłych komórek, co może zabezpieczać przez autoimmunizacją zawartymi w niej autoantygenami. Ułatwia wiązanie dopełniacza, ułatwiając tym samym opsonizację i fagocytozę czynnika infekcyjnego oraz moduluje funkcję granulocytów i monocytów. CRP jest czułym, ale nieswoistym markerem zapaleń, zakażeń, uszkodzenia i martwicy tkanek. Jego nieswoistość oznacza, że wzrasta w każdym z tych stanów bez możliwości zidentyfikowania z konkretną przyczyną. Stężenie CRP zwykle koreluje z aktywnością i rozległością procesu zapalnego.
SAA – surowicze białko amyloidu ma podobne właściwości do CRP. Białka te wiążą się z wieloma rożnymi drobnoustrojami i pełnią rolę opsonin oraz białek aktywujących dopełniacz. W przewlekłych stanach zapalnych np.: w gruźlicy, trądzie czy toczniu rumieniowatym odkładanie się złogów zawierających amyloid A w wielu narządach np.: w śledzionie, wątrobie i nerce, stanowi bardzo poważne powikłanie tych chorób.

42. BOF wolno reagujące (Hb, Fb)

Haptoglobina -  białko ostrej fazy, odpowiedzialne za wychwyt wolnej hemoglobiny we krwi. Zbudowana jest z 4 łańcuchów (2 alfa i 2 beta). W stanach zapalnych lub uszkodzeniach tkanek jej stężenie wzrasta w ciągu 48 godzin wielokrotnie przewyższając wartości prawidłowe, powraca do normy po około 1 tygodniu. Wiąże nieodwracalnie wolną hemoglobinę, powstały kompleks nie ulega przesączaniu (zapobiega utracie żelaza z moczem i uszkodzeniu nerek). Kompleks jest fagocytowany i rozkładany do aminokwasów w układzie siateczkowo-śródbłonkowym. Jest to „transporter”, który doprowadza do ładu. W ostrej hemolizie stężenie Hp gwałtownie maleje, wraca do normy do tygodnia.

Fibrynogen - (I czynnik krzepnięcia) – białko osocza krwi wytwarzane w wątrobie, angażowane w końcowej fazie procesu krzepnięcia i przekształcane w białko fibrylarne –fibrynę (włóknik), współtworzącą skrzep krwi. Fibrynogen łącząc się z receptorami GpIIb/IIIa powoduje agregację aktywowanych trombocytów. Jest zaliczany do białek ostrej fazy.

43. BOF reagujące spadkiem poziomu (Alb, Tf)

Wątroba zaczyna produkować mniejsze ilości albumin i transferyn ze względu na „zmęczenie” produkcją białek ostrej fazy.

44. Charakterystyka CRP.

Odp. w 41

45. Pojęcie komórki docelowej.

Jest to komórka objęta zakażeniem przez patogeny wewnątrzkomórkowe, komórki nowotworowe, alogenicznego szczepu oraz niezmienione komórki organizmu w trakcje przebiegu chorób autoimmunizacyjnych przeciwko której skierowana jest reakcja zapalna.

46. Niszczenie komórki docelowej z udziałem przeciwciał (ADCC)

Konieczny jest jednoczesny udział przeciwciał i komórek efektorowych. Przeciwciała opłaszczają komórkę docelową, warunkując swoistość reakcji, natomiast komórki efektorowe, wiążąc końce fragmentów Fc tych przeciwciał, warunkują efekt cytotoksyczny. W zjawisku ADCC może uczestniczyć większość leukocytów: komórki NK (LGL), makrofagi, monocyty, limfocyty Tγδ, neutrofile, eozynofile a także trombocyty. Efekt ADCC mogą również wywierać komórki niektórych linii nowotworowych.

47. Znaczenie IgG receptora (CD16, CD32, CD64).
FcγRI (CD64), FcγRII (CD32), FcγRIII (CD16) występują na eozynofilach, makrofagach, komórkach NK i neutrofilach i biorą udział w wiązaniu komórki docelowej przez przeciwciała które ją opłaszczyły -> efekt cytotoksyczny bez restrykcji MHC.

48. Rola limfocytów Th1, Tc, Th17, NK( mechanizm rozpoznania, mechanizmy efektorowe).

Th1 – wytwarzają IL-2 (stymulującą cytotoksyczność limfocytów) oraz INF-γ (aktywujący makrofagi) i mają wybitny udział we wspomaganiu odpowiedzi typu komórkowego. Pobudzają wytwarzanie przeciwciał IgG1 i IgG3 aktywujących dopełniacz i pośredniczących w immunofagocytozie. Wydzielany przez nie interferon pośredniczy w hamowaniu proliferacji i czynności limfocytów Th2. Dla proliferacji, różnicowania się i migracji subpopulacji limfocytów T ważne są sygnały przekazywane przez obecne na nich cząsteczki CD28 i OX40 (CD134), których ligandem są CD80/CD86 i OX40L występujące na komórkach prezentujących antygen. Działają głównie na linii obrony przed patogenami wewnątrzkomórkowymi, ale moga też być szkodliwe w sytuacji chorób autoimmunizacyjnych. Receptory regulujące ich zasiedlanie to CXCR3 i CCR5. Uczestniczą głównie w odpowiedzi typu komórkowego.

Tc – limfocyty Tc CD8⁺ (CTL) zabijają komórki, rozpoznają obce cząsteczki MHC kl. I lub antygeny połączone własnymi (autogenicznymi) cząsteczkami MHC klasy I. Ich główna rola to niszczenie komórek zakażonych przez wirusy i inne mikroorganizmy, a także komórek nowotworowych. Profil wydzielanych cytokin przypomina te limfocytów Th1. Tc CD4⁺ rozpoznają antygeny prezentowane przez cząsteczki MHC klasy II. Mogą oprócz zabicia komórki zakażonej „wyleczyć ją” hamując replikacje w niej wirusów -> granzyny wydzielane w ilościach podprogowych lub cytokiny np.: INF-γ, TNF-α. Dysponują dwoma mechanizmami zabijania komórek przez indukcję w nich apoptozy:
- zależna od uwalniania perforyny, ganzymów i granulizyny z ziaren cytolitycznych
- zależnej od interakcji cz. nadrodziny TNF w błonie komórki efektorowej i cząsteczek TNF-R w błonie komórki docelowej. Limfocyty efektorowe szczególnie chodzi o FASL, TNF-α. limfotoksynę α, TRAIL oraz TWEAK i odpowiednie receptory na komórkach docelowych. Wiele różnych komórek oraz pobudzone limfocyty mają w swej błonie FAS a pobudzone limfocyty T również FASL, stąd możliwe jest „bratobójstwo” innych pobudzonych limfocytów T i B a nawet siebie samych. Trzy kluczowe czynniki aktywujące Tc:
1. IL-12 (wydzielana przez komórki dendrytyczne)
2. Ag (endogenny) + MHC kl. I
3. IL-2, INF-γ (wydzielany przez Th1).

Th17 – wydzielaja głównie IL-17A, IL-17F i IL-6, 9, 21, 22, TNF-α, i GM-CSF. Stymulują wydzielanie chemokin, G-CSF, peptydów przeciwmikrobowych oraz pojawienie się neutrofilów ułatwiają szybko rozwój reakcji zapalnej w miejscu wniknięcia patogenu. Wzmagają odporność przeciwzakaźną i wspomagają wytwarzanie przeciwciał klasy IgM, IgG i IgA (ale również i choroby autoimmunizacyjne i alergie). Ich powstanie stymulują TGF-β, IL-6, IL-1β, IL-7, 21 i 23 a hamuje IL-27 oraz cytokiny konkurencyjne Th1 i Th2. Działają głównie na bakterie zewnątrzkomórkowe i grzyby, mogą być jednak autoagresywne. Ich receptory regulujące zasiedlanie to CCR6 i CCR4.

NK – silnie reagują na niektóre cytokiny: IL-2, 4, INF-α i β. Hamująco działają prostaglandyny E2 oraz TGF-β.
Receptory odpowiedzialne za sprawdzenie obecności białek MHC klasy I to cząsteczki z nadrodziny immunoglobulin (KIR, NCR, ILT, LAIR), receptory lektynowe (mysie Ly-49), receptory z rodziny CD94/NKG2. Komórki NK mają fenotyp CD2⁺3^-4^-8^-, moją szerokie rozpoznanie komórek docelowych i nie działają w restrykcji MHC.

49. Charakterystyka komórek NK

Są to limfocyty mające właściwości spontanicznego (bez immunizacji) zabijania komórek docelowych (kom.

nowotworowe i zakażone wirusem). Ich efekt cytotoksyczny nie podlega restrykcji MHC. Stanowią kilkanaście % limfocytów krwi obwodowej człowieka. Mają morfologię dużych ziarnistych limfocytów (LGL). Są elementem odpowiedzi nieswoistej. Na ich powierzchni stwierdzono wiele cząsteczek powierzchniowych. Najczęściej występują na ich powierzchni receptory NKp46 (CD335). Markerem ludzkich komórek N jest CD56. Inną liczną cząsteczką jest CD16 – receptor dla fragmentu Fc przeciwciał IgG (FcγRIII) a także CD161. Większość z nich nie ma markera CD3 typowego dla limfocytów T. Ich fenotyp to CD3^-CD16⁺CD56^dim (dim – umiarkowana ekspresja)[wykłady CD2⁺3^-4^-8^-]
Pochodzą z prekursorów dojrzewających w szpiku wspólnych dla limfocytów T i B. Za ich różnicowanie odpowiada cytokina komórek zrębowych szpiku IL-15.
Wyróżniamy dwie subpopulacje: komórki o umiarkowanej ekspresji CD56 i dużej ekspresji CD16 (NK1), i o dużej ekspresji CD56 nie mające na powierzchni cząsteczek CD16 (NK2). We krwi dominują NK1, a w węzłach NK2.
NK2 wytwarzają duże ilości IFN-γ, GM-CSF, TNF-α -> słabe właściwości cytotoksyczne.
NK1 zdolne do wytwarzania IFN-γ i zabijania komórek docelowych. Mogą proliferować w tkankach. Czynnikiem wzrostowym dla nich jest IL-2 a także IL-12, IL-15 i 21 (i interferony alfa i beta).
Mogą wywierać efekt cytotoksyczny bezpośrednio. jak i w procesie ADCC. Efekt cytotoksyczny jest zależny od przeważania sygnału czy to hamującego (komórka docelowa jest oszczędzana) czy aktywującego (eliminacja komórki).
Ligandami mogą być cząsteczki MHC klasy I. Receptory odpowiedzialne za sprawdzanie białek tej klasy to:
- cząsteczki z nadrodziny immunoglobulin Ig-podobnych (KIR, NCR, ILT, LAIR)
- receptory lektynowe (mysie Ly-49)
- receptory z rodziny CD94/NKG2 charakterystyczne zarówno dla człowieka i gryzoni
Nie reagują na PHA i Con A.
Ich właściwości cytotoksyczne komórek są związanie głównie z obecnością w tych komórkach azurofilnych ziaren, zawierające perforynę, granzymy, granulizynę oraz białko TIA-1. Zidentyfikowano na nich cząsteczki FASL oraz TRAIL. Główną cytokiną modulującą ich aktywność jest IL-2 -> stymuluje proliferację i wzmaga aktywność cytotoksyczną. IL-15 jest czynnikiem stymulującym rozwój komórek NK w szpiku i podtrzymującą ich przeżycie w tkankach. Ponadto mogą być aktywowane związkami pochodzenia bakteryjnego lub wirusowego za pośrednictwem receptorów TLR. Bezpośrednio hamuje je prostaglandyna PGE₂ (monocyty i makrofagi), TGF-β, kortyzol, IL-17 i PDGF.
Pełnią ważną funkcję w zakażeniu wirusami a za ich napływ w miejsce stanu zapalnego odpowiadają chemokiny, których receptory CX3CR1 i CXCR3 NK mają na swojej powierzchni. Duże znaczenie mają także mechanizmu związane z wydzielaniem interferonu gamma -> w komórkach niezapalnych indukuje stan gotowości przeciwwirusowej, a w makrofagach wytwarzanie syntazy tlenku azotu (iNOS). Zaburza on replikację wirusa w komórkach już zakażonych. Komórki NK pełnią w role uzupełniająca wobec limfocytów T – niszczą zmienione komórki, których limfocyty nie są w stanie rozpoznać. Ponadto NK może mieć efekt cytotoksycznych w stosunku do niedojrzałych komórek dendrytycznych (aktywacja za pomocą receptora NKp30).

50. Charakterystyka limfocytów cytotoksycznych z receptorem TCR αβ ι γδ.

TCRαβ − ich fenotyp to CD2⁺3⁺4^-8⁺, określane inaczej CTL zabijają komórki rozpoznając obce (alogeniczne) cząsteczki MHC klasy I lub antygeny połączone z własnymi (autogenicznymi) cząsteczkami MHC klasy I. Profil wydzielanych cytokin jest podobny to tych wydzielanych przez limfocyty Th1. Powstają w grasicy później niż TCRγδ. Mają ograniczone rozpoznanie komórek docelowych i działają w restrykcji MHC. Są podatne na wpływ IL-2 oraz reagują na PHA i Con A.

TCRγδ − mają fenotyp CD2⁺3⁺4^-8^-, obecne TCR i mają szerokie rozpoznanie komórek docelowych, jednak nie działają w restrykcji MHC. Reagują na PHA i Con A oraz IL-2. Powstają wcześniej w grasicy niż TCRαβ. Mają receptory charakterystyczne dla komórek NK np.: NKG2D oraz receptory rozpoznające wzorce np.: TLR i dektynę. Występują w wielu nabłonkach. Rozpoznają miedzy inny białka szoku termicznego, fosfoantygeny, alilaminy wytwarzane przez wiele bakterii, cząsteczki MICA i MICB. Są populacja heterogenną – odpowiedź przeciwzakaźna i przeciwnowotworowa. Znaczna ich część ma zdolność spontanicznej cytotoksyczności niepodlegającej kontroli MHC wobec komórek nowotworowych a także ADCC. Populacja o cechach pośrednich pomiędzy limfocytami T i komórkami NK. Mogą również bezpośrednio rozpoznawać niebiałkowe antygeny na powierzchni mikroorganizmów.

51. Rozpoznanie komórki docelowej przez Tc (z TCRαβ i TCRγδ).

Odpowiedź cytotoksyczna w stosunku do:
- własnych MHC kl. I + AG konwencjonalny
- obcych MHC kl. I (ksenogenicznych MHC i allogenicznych MHC).

Dokładniej powyżej.

52. Niszczenie komórki docelowej na drodze enzymatycznej( perforyny, granzymy) i receptorowej ( receptory z rodziny TNF).

Tc	Komórka docelowa
CD2	CD58 (LFA-3), CD48 – gryzonie
CD11a/CD18 (LFA-1)	CD54 (ICAM-1)
TCR/CD8	MHC kl.1 + Ag
CD28	CD80/CD86

Ogólnie w trakcie reakcji cytotoksycznej powstaje lityczna synapsa immunologiczna. Różni się ona od typowej synapsy immunologicznej. Synapsa lityczna ma część obwodową o kształcie pierścienia, w którego obrębie zachodzi interakcja adhezyjnych cz. błonowych komórki docelowej i limfocytu (LFA-1, ICAM-1 pierścień zewnętrzny, CD2/CD48t pierścień wewnętrzny) oraz część centralną (TCR/CD3/CD28/CD80) gdzie dochodzi do uwolnienia zawartości ziaren litycznych + domena sygnalizacyjna warunkująca rozpoznanie. Mechanizmy z użyciem ziaren litycznych mają większe zastosowanie niż reakcje z zaangażowaniem cząsteczek nadrodziny TNF (np. FAS).

Po związaniu komórki docelowej bardzo ważnym etapem jest polaryzacja (ważne są tu jony wapnia!). Istota ziaren w zjawisku cytotoksyczności związana jest z zawieraniem przez nie czynników cytotoksycznych zdolnych do uszkodzenia i zabicia komórki docelowej. Po „morderstwie” limfocyt oddziela się i szuka nowej ofiary – recyrkulacja. Ziarna CTL są wytworem aparatu Golgiego.

- Droga perforynowa niszczenia komórki docelowej
Perforyna ma zdolność perforacji błony komórki docelowej – wbudowuje się i tworzy kanały. Należy do rodziny białek MACPF. Zbudowana z 4 domen. Łączy się z błoną za pomocą fosfatydylocholiny. Po wbudowaniu się w błonie polimeryzuje tworząc kanały (uzależnione od Ca²⁺). Średnica porów jest wystarczająco duża aby mogły swobodnie wypływać i dopływać jony a nawet polipeptydy -> zniesienie integralności komórki -> szok toniczny. Aktywowana kaspaza 3 fragmentuje DNA i końcowym wynikiem jest indukcja apoptozy.

- Droga granzymowa niszczenia komórki docelowej
Granzymy to proteazy serynowe. Mogą w sposób bierny przedostać się do komórki docelowej w procesie endocytozy uszkadzanych przez perforynę fragmentów błony, a także mogą wiązać się z receptorem dla mannozo-6-fosforanu na powierzchni komórki. W cytoplazmie wykazują aktywność proteolityczną. Najważniejsza granzymy A i B.

A nie ma właściwości aktywacji kaspaz i działa głównie na poziomie jądra komórkowego prowadząc do uszkodzenia DNA - > rozkład nukleoliny, degradacja histonu H1, rozszczepianie laminy, unieczynnianie kompleksu białek zawierające enzymy naprawcze DNA, uszkodzenia mitochondrium.
B głównie indukuje apoptozę - > aktywacja kaspaz (3 i 7), uczynnianie DNazy CAD, rozszczepienia białka BID (przez co uwalnia się cytochrom c z mitochondium), zaburzenie funkcji cytoszkieletu, bezpośrednie blokowanie replikacji wirusa.

- Droga receptorowa niszczenia komórki docelowej

Oparta na interakcji wytwarzanych przez kom. efektorowe ligandów (CD95L) z receptorami na kom. docelowych (CD95). W wyniku tej interakcji następuje przekazanie do komórki sygnału indukującego jej apoptozę. Receptory cz. TNF w komórkach docelowych w części cytoplazmatycznej mają tzw. „domeny śmierci” – FASL (CD178, APO-1L), TRAIL, TNF-α oraz LT-α. Pierwsza faza jest zbieżna z reakcją cytotoksyczną zależną od ziaren litycznych i udziału perforyny oraz granzymów, dochodzi do wybiórczego zabicia rozpoznawanej komórki z udziałem FASL. Druga zachodzi po silnej aktywacji CTL. Ekspresja FASL na limfocytach CTL jest indukowana za pośrednictwem TCR (pomoc ze strony IL-2,12 i IFN-γ, a dla FAS TNF-α i IFN-γ). Dochodzi do aktywacji przynajmniej dwóch kaspaz inicjatorowych – 8 i 9, które aktywują kaspazę efektorową 3, prowadząco do fragmentacji DNA i apoptozy.

Czynnik	Mechanizm działania
perforyna	tworzenie porów w błonie komórki, współuczestniczenie w apoptozie
granzymy	proteoliza białek cytoplazmy i białek jądrowych, indukcja apoptozy
granulizyna	uszkadzanie błon komórkowych, indukcja apoptozy
enzymy lizosomalne	proteoliza białek cytoplazmy i jądrowych, uczynnianie granzymów (katepsyna C), indukcja apoptozy
TIA-1 (GMP-17)	stymulacja degradacji DNA

Z wykładu: Komórki NK i TC
Podstawowe mechanizmy cytotoksyczności w indukcji kaskady kaspaz prowadzącej do apoptozy komórki docelowej:
-> zależny od granulosomów (ziaren cytolitycznych)
* perforyna (zbliżona strukturalnie do C9 dopełniacza), glikoproteina
* granzymy (fragmentyny) = enzymy proteolityczne uruchamiające wewnątrzkomórkowe enzymy fragmentujące DNA, należą do esteraz serynowych
* granulizyna (sapozyna wiążąca lipidy): liza błon komórkowych drobnoustrojów
-> zależny od receptorów z rodziny TNF
komórka docelowa: komórki cytotoksyczne:
Ag Fas (APO-1/FAS, CD95) ligand FasL (CD95L)
R TRAIL TRAIL

53. Odpowiedź immunologiczna na zakażenia wirusowe.

Odpowiedź przeciwwirusowa wymaga udziału praktycznie wszystkich komórek układu odpornościowego i elementów odpowiedzi immunologicznej + mechanizmy nieswoiste:
- bariery mechaniczne
- interferony (źródłem α komórki plazmacytoidalne)
- deaminazy cytydyny
- inflamasom
- teteryny
- komórki NK i NKT
- komórki dendrytyczne
+ mechanizmy swoiste:
- komórki dendrytyczne (łączą odpowiedź nieswoistą i swoistą)
- limfocyty Tc (CD8⁺ bardzo istotne w stanach przewlekłych)
- przeciwciała neutralizujące (ważne w powtórnym jak i w ostrych zakażeniach)
- limfocyty Th wspomagające odpowiedź komórkową i humoralną

Spośród mechanizmów wewnątrzkomórkowych nieswoistych klucze są interferony o ich wielokierunkowych działaniu przeciwwirusowym -> ekspresja enzymów degradujących wirusowy RNA (RNaza L) i hamujących syntezę białek wirusowych (kinaza białkowa R). Deaminazy natomiast wprowadzają mutacje w genomie wirusa. Jednym z ważnych etapów indukcji odpowiedzi nieswoistej jest powstanie inflamasomu, wewnątrzkomórkowego kompleksu białek aktywujących w komórce kaspazę 1, odpowiedzialnej za powstanie IL-1β oraz IL-18 + alarminy np.: HMGB1. Ciekawym mechanizmem jest wytworzenie teteryn potrafiących przyłączyć się jednocześnie do błony komórkowej i pączkującego wirusa co powoduje zatrzymanie pączkowania wirionów, a więc ograniczenie zakażania. Komórki dendrytyczne łączą w tym odpowiedzi swoiste i nieswoiste przez receptory TLR odbierające sygnał niebezpieczeństwa -> prezentacja antygenów limfocytom T.
Odpowiedź przeciwwirusowa limfocytów Tc ma charakter oligoklonalny i ograniczony czasowo. Początkowo może mieć miejsce limfopenia a później ekspansja klonalna i w krótkim czasie przewagę zdobywa kilka-kilkanaście klonów z receptorami TCR najskuteczniejsze w niszczeniu komórek docelowych .W niektórych zakażeniach wirusowych cala odpowiedź przeciwwirusowa skutecznie kontrolująca replikację wirusa może się opierać tylko na kilku klonach limfocytów T CD8⁺. Po eliminacji wirusa odpowiedź komórkowa wchodzi w okres wyciszenia – masywna apoptoza limfocytów T jest sygnałem przejścia do fazy pamięci.

54. Odpowiedź immunologiczna na zakażenia bakteryjne

- Bakterie namnażające się zewnątrzkomórkowo
Najważniejszą rolę odgrywa odpowiedź humoralna z udziałem przeciwciał, układ dopełniacza oraz komórki żerne (neutrofile i makrofagi) a także limfocyty T pomocnicze regulujące mechanizmy efektorowe (Th2 i Th17).
Pierwszą linią obronną są ściśle przylegające komórki nabłonka, perystaltyka, ruch rzęsek, zmienne pH czy obecność wydzieliny śluzowo-surowiczej z licznymi substancjami przeciwbakteryjnymi (lizozym, laktoferyna, defensyny, katelicydyna). Komórki M wychwytują cząsteczki jak i drobnoustroje, które następnie pobierają komórki dendrytyczne. Po odpowiedniej obróbce w węzłach chłonnych są prezentowane dziewiczym limfocytom Th w kontekście MHC kl. II. Przy pierwszym kontakcie główną rolę odgrywają przeciwciała naturalne wytwarzane przez limfocyty B1 (IgM). Fragmenty zniszczonych bakterii, do których przyczepione są składniki dopełniacza podlegają endocytozie przez makrofagi i komórki dendrytyczn skutecznie przyciągane w miejsce infekcji przez produkty aktywacji dopełniacza (C3a i C5a). Antygeny bakteryjne doprowadzają do aktywacji klonalnej limfocytów T i aktywowania limfocytów B. Przeciwciała działają głównie przez aktywacje dopełniacza drogą klasyczną, ułatwienie fagocytozy dzięki opsonizacji, neutralizację toksyn bakteryjnym, hamowanie inwazyjności bakterii (np.: blokowanie adhezji, kolagenazy, lipazy itd) i ich wzrostu (blokowanie receptora dla transferyny -> zaburzenia pobierania żelaza niezbędnego do ich wzrostu).

- Bakterie namnażające się wewnątrzkomórkowo
Dominuje odpowiedź komórkowa z udziałem makrofagów, komórek NK oraz limfocytów Tc. Ważne są również limfocyty Th1.
Bakterie po przedostaniu się przez błony śluzowe wnikają do makrofagów, gdzie mogą bytować wiele tygodni. Bardzo ważną rolę pełnią komórki dendrytyczne mające wiele receptorów TLR, w tym odpowiedzialne za wewnątrzkomórkowe wykrywanie cz. PAMP (np.: TLP9)... aaaaaale ale też jako konie trojańskie! transportujące bakterie do wielu narządów. Mimo rozwijającej się odporności dochodzi do powstrzymania rozwijającej się infekcji, ale drobnoustroje pozostają w utajeniu w ziarniniakach ulegających włóknieniu i wapnieniu. Samą odpowiedź przeciwbakteryjną można podzielić na 3 etapy:
1) Zaraz po zakażeniu aktywują się mechanizmu nieswoiste -> neutrofile i makrofagi, przyciąganie kom. dendrytycznych chemotaktycznie w miejsce zakażenia (dojrzewanią i są pobudzane pod wpływem PAMP)
2) Komórki dendrytyczne migrują do węzłów limfatycznych, gdzie prezentują antygeny i wydzielają IL-6, 12 i 18 -> aktywacja limfocytów T. Włączają się limfocyty Tγδ (cytotoksyczne, przyśpieszają odnowę nabłonków, APP) oraz mające cz. CD8αα i kom. NKT
3) Następuje wykształcenie swoistych komórek efektorowych. Główny mechanizm cytotoksyczności limfocytów T CD8⁺ to uwalnianie perforyn, umożliwiających wnikanie granzymów i granulolizyny.

Bakterie zewnątrzkomórkowe	Bakterie wewnątrzkomórkowe
Żyją głównie pozakomórkowo	Żyją głównie wewnątrzkomórkowo, choć niekiedy w momencie zakażania organizmu znajdują się pozakomórkowo
Główna rolę w odporności odgrywa odpowiedź humoralna. Przeciwciała bezpośrednią wiążą antygeny drobnoustrojów.	Główną rolę w odporności odgrywa odpowiedź komórkowa. Nie ma bezpośredniego kontaktu limfocytów T z bakteriami. Zakażone komórki przekazują limfocytom informacje o zakażeniu.
W trakcie zakażenia tworzą się zmiany ropne.	W trakcie zakażenia tworzą się ziarniaki.
Bakterie wytwarzają wiele toksyn odpowiedzialnych za uszkodzenia tkanek	Bakterie nie powodują zazwyczaj uszkodzenia zakażonych komórek.
Przebieg zakażenia ma charakter ostry i po rozwinięciu się odporności dochodzi do eliminacji bakterii.	Przebieg zakażenia jest przewlekły i mimo rozwoju odpowiedzi swoistej drobnoustroje często pozostają w utajeniu, nawet przez kilkadziesiąt lat.

55. Odpowiedź przeciwgrzybiczna

Biorą w niej udział mechanizmy swoiste i nieswoiste. Skóra i błony śluzowe stanowią zwykle skuteczną barierę przed ich wnikaniem + rola ochronna bakterii komensalnych. Mechanizmy nieswoiste niszczą komórki grzyba (fagocytoza, toksyny) oraz indukują odpowiedź immunologiczną. Rozpoznanie analogiczne do bakterii, przy czym inne PRR. Ściana komórkowa to główne źródło cząsteczek PAMP - > receptory lektynowe i inne -> aktywacja inflamasomu, indukcja wydzielania cytokin prozapalnych i uwalniania leukotrienów. Fragmenty komórek grzybów rozpoznawane są przez receptory Toll-podobne jak TLR2 i TLR5 (zymosan), TLR4 i TLR9 oraz receptory NLR. Najwazniejsza rolę mają neutrofile, makrofagi i limfocyty Tc. Ponieważ wiele grzybów to patogeny wewnątrzkomórkowe dominuje w ich eliminacji odpowiedź typu komórkowego. Ważny jest IFN-γ. Przewaga odpowiedzi Th1 prowadzi do skutecznego usunięcia zakażeń grzybiczych - > rozwój nadwrażliwości typu I, Th17 również bardzo istotne. Znaczącą rolę w odpowiedzi przeciwgrzybiczej przypisuje się limfocytom Treg o fenotypie CD4⁺CD25⁺FOXP3^+.


56. Mechanizmy unikania przez patogeny odpowiedzi immunologicznej.

Unikanie odpowiedzi immunologicznej przez wirusy :
Podstawowym mechanizmem jest mutageneza, w wyniku której zmienia się epitop rozpoznawany przez swoisty limfocyt Tc. Wirusy przez komórki z receptorem DC-SIGN mogą dostać się do krążenia a następnie do tkanki limfatycznej niekoniecznie zarażając komórkę dendrytyczną. Jednak jako główny inicjator odpowiedzi zapalnej wirus zakaża ją i indukuje apoptozę -> przejściowa immunosupresja. Również mogą hamować IL-12 co indukuje apoptozę aktywnych limfocytów T. Może również mieć miejsce mimikra receptorów wirusowych do chemokinowych. Poza tym wirusy wytwarzają także wirokiny czyli rozpuszczalne białka imitujące cytokiny supresorowe. Zakłocają również proces prezentacji endogennych antygenów w restrykcji MHC.

Unikanie odpowiedzi immunologicznej przez bakterie :
Bakterie wykorzystują wiele sposobów w celu przetrwania. Niektóre bardzo szybko się namnażają i przez produkowane toksyny powodują np. biegunkę co umożliwia im szybkie rozprzestrzenienie przed wytworzeniem odpowiedzi immunologicznej. Inne początkowo starają się jak najmniej zaszkodzić gospodarzowi -> wnikają do komórek i ograniczają swój metabolizm do minimum. Mogą również paraliżować ruch rzęsek, wytwarzać ureazę pozwalającą im przeżyć w skrajnie niskich pH czy wytwarzać białko VacA blokujące TCR i CagA hamujące proliferację limfocytów B. Przez wiązanie z integrynami poprzez białka wiążące fibronektynę mogą ukrywać się przez układem odpornościowym w komórce śródbłonka. Bakterie wewnątrzkomórkowe wręcz ułatwiają swoją fagocytozę, ale potrafią np.: uciekać z fagosomów (listeriolizyna). Potrafią także wprowadzać chaos wśród leukocytów (superantygeny). Inne postępowanie to indukcja ekspresji Fas lub receptorów dla TRAIL na zdrowych komórkach, co odciąga uwagę aktywowanych limfocytów. Niektóre agregują płytki krwi na swej powierzchni zasłaniając się przez neutrofilami, a inne pozbywają pewnych antygenów. Wiele bakterii jest w stanie wytwarzać biofilm, czyli trójwymiarową kolonię otoczoną macierzą pozakomórkową, nieprzepuszczającą przeciwciał, składników dopełniacza oraz leukocytów. Obecne w biofilmie bakteryjne katalazy i dysmutazy skutecznie neutralizują działanie ROS. Dotyczy to szczególnie drobnoustrojów rosnących na powierzchni cewników, protez i innych sztucznych długotrwale utrzymywanych w organizmie.

Unikanie odpowiedzi immunologicznej przez grzyby :
Dynamicznie zmieniająca się w przebiegu cyklu komórkowego i przechodzenia między różnymi formami morfologicznymi struktura ściany komórkowej, pokrycie zarodników hydrofobinami lub melaniną, zmiana ekspresji powierzchniowych glikoprotein czy wykorzystanie receptorów na powierzchni komórek gospodarza do wniknięcia w nie. Możliwe jest też pokrycie komórek grzyba szczelną otoczką uniemożliwiającą interakcję z receptorami PRR (Cryptococus neoformans). Często komórki grzybów zakażają makrofagi płucne i unikając śmierci w ich wnętrzu, namnażają się i zakażają cały organizm. Komórki grzybów dzięki wydzielaniu IL-10, TGF-β czy enzymu IDO moga aktywnie hamować wymierzoną w nie swoistą odpowiedź immunologiczną poprzez indukcje limfocytów Treg.