1. Ivan Roitt - "Immunologia"

2. J. Gołąb, M. Jakóbisiak, W. LAsek, T. Stokłosa - "Immunologia"

3. Wojciech Mędrala - "Podstawy alergologii"

4. Krystyna Obtułowicz - "Alergologia praktyczna"

Rodzaje i funkcje komórek biorących udział w odpowiedzi immunologicznej:

• limfocyty B i T

• fagocyty jednojądrzaste

• fagocyty wielojądrzaste (granulocyty)

• komórki cytotoksyczne (zabijające zakażone komórki) – NK

• komórki pomocnicze np. płytki krwi

Typy odpowiedzi immunologicznej:

• nieswoista (wrodzona) - nie zmienia się przy potwórnych ekspozycjach na patogen

• swoista (nabyta):

• wysoce swoista dla danego patogenu;

• "pamięta" czynnik zakaźny (np. odra - pamięć na całe życie).

Swoistość i pamięć - to podstawowe cechy odporności nabytej. Układ odpornościowy odpowiada efektywniej na drugie i kolejne zetknięcie z patogenem.

Nieswoista = wrodzona odpowiedź immunologiczna

Fagocyty - pierwsza linia obrony przed patogenem.

Komórki fagocytujące (żerne), zaliczane do populacji leukocytów, to monocyty i granulocyty. Wiążą one i mikroorganizmy, internlizują i zabijają.

Wykorzystują prymitywny, nieswoisty system rozpoznawania, który pozwala im wiązać różnorodne produkty bakteryjne.

Przebieg fagocytozy:

1. nibynóżki (pseudopodia) obejmują patogen, powstaje fagosom

2. połączenie fagosomu z lizosomem (fagolizosom)

3. produkty trawienia są usuwane (lub przyswajane)

1. Patogeny

2. Fagosom

3. Lizosomy

4. Produkty trawienia

5. Cytoplazma

6. Błona komórkowa

Limfocyty:

• 10(12) limfocytów w organizmie,

• 20% wszystkich leukocytów,

• dojrzałe limfocyty, jako komórki pamięci żyją przez wiele lat.

Limfocyty T

• receptor TCR dla antygenów (T-cell antygen receptor) zbudowany jest z podjednostek α, β lub γ, δ,

• α, β lub γ, δ połączone są z cząsteczką polipeptydu – CD3, tworząc w ten sposób kompleks TCR-CD3,

• CD4 – limfocyty T pomocnicze (Th),

• CD8 – limfocyty T cytotoksyczne (Te),

• W populacji limfocytów CD4 (Th) wyróżnia się Th1 i Th2.

CD (Cluster Designation) to termin określający zgrupowania przeciwciał monoklonalnych, skierowanych przeciwko antygenom leukocytarnym (markerom).

Profil wydzielania cytokin przez limfocyty T α, β CD4+:

• Limfocyty Th1 pośredniczą w reakcjach związanych z cytotoksycznością i reakcją zapalną (patogeny wewnątrzkomórkowe, wirusy, bakterie, pasożyty),

• Limfocyty Th2 biorą udział w stymulowaniu limfocytów B do proliferacji i produkcji przeciwciał.

Limfocyty B

• Limfocyty B produkują przeciwciała = immunoglobuliny (Ig),

• Limfocyty B rozróżnia się na podstawie obecności na ich powierzchni określonych przeciwciał, rozpoznających swoiście antygeny,

• Część wyprodukowanych przeciwciał zbudowana jest w błonę komórkową limfocyta B,

• Większość limfocytów B we krwi obwodowej wykazuje ekspresję IgM i IgD,

• Mniej niż 10% limfocytów B we krwi obwodowej wykazuje ekspresję IgE, IgA, IgG.

Fagocyty jednojądrzaste (monocyty/makrofagi):

• Monocyty dostają się do krwiobiegu,

• Po kilkudziesięciu godz. Opuszczają go poprzez ściany naczyń krwionośnych i wywędrowują do okolicznych tkanek,

• Posiadają receptory na powierzchni błony komórkowej dla różnorodnych antygenów.

Markery fagocytów jednojądrzastych (monocytów/makrofagów)

• Receptory mannozylo-fukozylowe (MFR), wiążące się do cukrów na powierzchni mikroorganizmów i zużytych komórek ciała (np. starych limfocytów),

• Receptory dla fosfotydyloseryny (fagocytoza komórek apoptotycznych),

• Receptory dla białka wiążącego w surowicy i spłaszczają bakterie Gram-,

• Receptory Fc dla IgG

• CD64 (Fc γRI) – wysokie powinowactwo,

• CD32 (Fc γRII) – średnie powinowactwo,

• CD16 (Fc γRIII) – niskie powinowactwo

• Receptory dla cytokin: II-I, IFN γ, TNFα.

Granulocyty = fagocyty wielojądrzaste

• Uwalniane są ze szpiku w tempie 7mln/min,

• Żyją 2-3 dni (monocyty i makrofagi żyją miesiące-lata),

• Stanowią 60-70% wszystkich leukocytów;

• Mają zdolność do przechodzenia z naczyń do tkanek (diapedeza),

• Zaliczamy do nich: neutrofile, bazofile, eozynofile.

Eozynofile:

• Charakteryzują się dwupłatowym jądrem,

• Stanowią 2-5% leukocytów,

• Zawierają dużo ziarnistości, barwiących się eozyną (na czerwono),

• Zabijają patogen poprzez wyrzucenie zawartości ziaren na zewnątrz poza komórkę (degranulacja), w celu zabijania dużych pasożytów, które nie mogą być sfagocytowane (np. przy zabijaniu schistomuli – larwy przywry Schistosoma).

Bazofile:

• Stanowią mniej niż 0,2% leukocytów w krążeniu, komórki tuczne (posiadają właściwości identyczne jak bazofile) – występują w tkankach, nie ma ich w krążeniu,

• Zawierają nieregularnie rozmieszczone ziarnistości,

• Bazofile i komórki tuczne zawierają heparynę,

• Cząsteczka powodująca de granulację bazofila lub komórki tucznej jest często alergenem,

• Alergen musi związać się poprzez IgE z receptorem FcαR1 (o wysokim powinowactwie) na powierzchni bazofila/komórki tucznej,

• Cecha charakterystyczną dla bazofili/komórek tucznych jest to, że uwalniają one jednocześnie wszystkie ziarnistości, poprzez wewnątrzcytoplazmatyczną fuzję ziarnistości, następnie szybkiemu wydaleniu ich na zewnątrz,

• Ziarnistości z histaminą

→ alergie

Komórki cytotoksyczne:

Rozpoznają i niszczą komórki, które uległy zakażeniu.

Zaliczamy do nich:

• Duże limfocyty ziarniste (LGL) (NK - natural killers)

• Rozpoznają zmiany na komórkach nowotworowych oraz zakażonych wirusem. Stosują nieswoiste systemy rozpoznawania,

• Mogą także niszczyć patogeny opłaszczone przeciwciałami,

• Eozynofile – mają zdolność do niszczenia dużych pozakomórkowych pasożytów,

• Limfocyty Te – limfocyty T cytotoksyczne.

Komórki pomocnicze:

Ich rola to przyciąganie leukocytów i rozpuszczalnych mediatorów do miejsca zakażenia

Zaliczamy do nich:

• Bazofile i komórki tuczne – powsiadają ziarnistości, zawierające różnorodne mediatory, które wywołują stan zapalny w otaczających tkankach.

• Bazofile znajdują się w krążeniu, komórki tuczne – we wszystkich tkankach, blisko ściany naczyń.

• Płytki krwi – mogą uwalniać mediatory zapalenia podczas trombogenezy lub przez kompleksy antygen-przeciwciało

• Limfocyty Th – h=help.

Cząsteczki biorące udział w odpowiedzi immunologicznej:

• Białka dopełniacza,

• Cytokiny

• Przeciwciała.

Białka dopełniacza (komplementu) – dopełniają odpowiedź immunologiczną, współdziałają z przeciwciałami w obronie immunologicznej.

• Droga klasyczna dopełniacza – aktywowana przez przeciwciała, związane z powierzchnia patogenu.

• Droga alternatywna dopełniacza – wrodzona, nieswoista, aktywowana spontanicznie.

Rola obu dróg to:

• Opsonizacja mikroorganizmu cząsteczkami dopełniacza,

• Uszkodzenie błon komórkowych patogenów, które następnie ulegają lizie (rozpadowi).

Cytokiny – cząsteczki białkowe pośredniczą w przenoszeniu sygnałów pomiędzy komórkami podczas reakcji immunologicznej.

• Interferony:

IFNαδ – produkowane przez zakazoną wirusem komórkę

IFNγ – produkowany przez limfocyty T i NK pod wpływem antygenu.

Interferony działają chemotaktycznie na monocyty, makrofagi, nasilając fagocytozę hamują proliferację, nasilają cytotoksyczność Tc.

• Interleukiny (IL-1, IL-25) – produkowane przez limfocyty T, fagocyty jednojądrzaste lub komórki tkanek. Każda z interleukin działa na specyficzną, ograniczoną grupę komórek, które posiadają właściwe dla nich receptory.

Pochodzenie komórek układu immunologicznego

Komórki biorące udział w odpowiedzi immunologicznej powstają z pluripotencjalnych komórek macierzystych w dwóch liniach zróżnicowania:

• Linia limfoidalna (limfocyty),

• Linia mieloidalna (monocyty, makrofagi, granulocyty).

Rozpoznanie i prezentacja antygenu.

Prezentacja antygenu przez komórki gospodarza:

• Antygeny prezentowane są na powierzchni komórki gospodarza przez wyspecjalizowane cząsteczki tzw. MHC (ang. Major histocompatibility complex), kodowane przez geny głównego układu zgodności tkankowej).

• Rozpoznawane są przez swoiste receptory na powierzchni limfocytów T, tzw. receptory TCR.

Rozpoznanie antygenu:

• Przez limfocyty B (antygeny znajdujące się na powierzchni patogenu),

• Przez limfocyty T (antygeny prezentowane przez komórki gospodarza, m.in. limfocyty B).

Selekcja klonalna:

• Każdy limfocyt B i T rozpoznaje tylko jeden antygen.

• Układ odpornościowy może, jako całość rozpoznać wiele tysięcy antygenów,

• Te komórki, które rozpoznają patogen, ulegają szybkiej proliferacji (podziałowi). Proces ten zwany jest selekcją klonalną (zachodzi zarówno w przypadku limfocytów B jak i T),

• Powstające w procesie selekcji klonalnej limfocyty to tzw. komórki pamięci.

• Limfocyty różnicują się z komórek macierzystych a narządach pierwotnych,

• Następnie migrują i funkcjonują w narządach wtórnych.

Grasica:

• Składa się z dwóch płatów, każdy płat podzielony jest na płaciki, poprzedzielane tkanką łączną,

• Płaty podzielone na rdzeń (wspólny) i korę (z płacikami),

• Głównymi komórkami grasicy są limfocyty T i komórki nabłonkowe,

• Prekursory limfocytów T dostają się ze szpiku do grasicy i tam dojrzewają i proliferują,

• Charakterystyczną cechą grasicy jest zjawisko inwolucji czyli gromadzenia się w narządzenia tkanki tłuszczowej.

Szpik kostny:

• Miękka, silnie ukrwiona, mająca gąbczastą konsystencję tkanka,

• Wewnątrz jam szpikowatych kości długich,

• W małych jamkach w obrębie istoty gąbczastej kości,

• Masa całego szpiku u osoby dorosłej wynosi około 2,5 kg,

• Szpik kostny żółty, składający się głównie z komórek tłuszczowych (stąd barwa), którego zawartość wraz z wiekiem każdego osobnika wzrasta. Ten rodzaj szpiku jest hematologicznej nieczynny.

• Szpik kostny czerwony, który jest miejscem powstawania elementów morfotycznych krwi, takich jak erytrocyty, leukocyty, trombocyty.

U osób dorosłych szpik kostny czerwony występuje jedynie w kościach płaskich:

• Mostku,

• Kręgach, żebrach,

• kościach czaszki,

• Kościach miednicy,

• Łopatkach,

• Nasadach kości długich.

U dzieci szpik kostny czerwony wypełnia wszystkie kości.

19. 10. 2014

Śledziona:

Otoczona jest torebką z włókien kolagenowych, wewnątrz znajduje się siateczkowaty zrąb, zbudowany z dwóch rodzajów tkanki:

- miazga biała – posiada okołotętniczkowe pochewki limfatyczne, zawierające ośrodki rozmnażania limfocytów B i T, komórek dendrytycznych, makrofagów

- miazga czerwona – składa się z zatok zawierających osiadłe makrofagi, erytrocyty, limfocyty, płytki krwi i granulocyty

Funkcja śledziony to:

- filtracja krwi, usuwanie leukocytów i erytrocytów

- usuwanie antygenów dostarczanych z krwią

- produkcja limfocytów i przeciwciał do walki z zakażeniami

Węzły chłonne:

- filtrują antygeny przy przechodzeniu z płynu tkankowego i chłonki z obwodu do przewodu piersiowego

- węzły powierzchniowe: szyja, pachy, pachwiny

- węzły chłonne głębokie (trzewne): śluzówka układu oddechowego, pokarmowego, moczowo – płciowego

- węzły chłonne – antygeny dostarczane z limfą (ze skóry – węzły powierzchniowe; z trzewi – węzły głębokie)

Węzły chłonne:

- mają średnicę 2-10 mm

- chłonka dociera do węzła kilkoma naczyniami doprowadzającymi

- wypływa z węzła jednym naczyniem wyprowadzającym, zlokalizowanym we wnęce

Składa się z :

- strefy limfocytów B (kora)

- strefy limfocytów T ( warstwa podkorowa)

- Rdzenia

Naczynia chłonne (limfatyczne):

Włosowate naczynia limfatyczne – zbudowane są ze śródbłonka, są cienkie, znajdują się w tkankach, są ślepo zakończone.

Płyn tkankowy, z białkami i innymi cząsteczkami, wnika do naczyń limfatycznych włoskowatych prez szczelinowate otwory między komórkami śródbłonka.

Przewody limfatyczne – powstają na skutek połączenia naczyń limfatycznych włosowatych, posiadają zastawki, które chronią przed cofaniem się limfy.

Największy przewód limfatyczny to przewód piersiowy

Śluzówkowy układ limfatyczny (MALT – tkanka limfoidalna towarzysząca błonom śluzowym)

Grudki limfatyczne:

- zgrupowania nieotorbionej tkanki limfoidalnej w błonie śluzowej i podśluzowej przewodu pokarmowego, oddechowego, moczowo – płciowego;

Migdałki:

- migdałki – położone w miejscu krzyżowania górnych dróg oddechowych i górnego odcinka przewodu pokarmowego

- migdałek językowy, gardłowy, nagłośniowy

- migdałki podniebne, trąbkowe, krtaniowe

Obrona przeciw obcym antygenom:

Bakteria

↓

Płyny tkankowe ( tkanka limfatyczna, grudki limfatyczne)

↓

Limfa (węzły chłonne)

↓

Krew

↓

Śledziona ( bardzo małe stężenie obcych antygenów, w pojedynczych przypadkach, np. w posocznicy- duże stężenie)

Przeciwciała:

- immunoglobuliny, Ig, występują w surowicy i płynach tkankowych;

- są białkami produkowanymi przez limfocyty B

- Ig mogą występować:

* na powierzchni limfocytu B ( jako swoiste receptory)

* lub w formie wolnej we krwi i limfie

Przeciwciała:

Budowa podstawowa jest dla wszystkich przeciwciał podobna, różnią się jedynie miejsca wiązania antygenu (jedno przeciwciało może wiązać swoiście tylko jeden antygen)

Antygen:

Cząsteczka, która może być swoiście rozpoznawana przez elementy układu odporności nabytej

• Przeciwciała nie wiążą się z całym czynnikiem zakaźnym, lecz z częścią antygenu, zwaną epitopem

• Jeden patogen posiada wiele antygenów, każdy wiąże się z innym przeciwciałem

• Każdy antygen posiadać może wiele takich samych lub różnych epitopów

Budowa przeciwciała:

- wyróżniamy 5 klas immunoglobulin (przeciwciał) IgG, IgA, IgM, IgD, IgE;

- podstawowa jednostka immunoglobuliny - dwa łańcuchy polipeptydowe ciężkie oraz dwa polipeptydowe lekkie, połączone wiązaniem dwusiarczkowym

- łańcuch lekki złożony jest z 2 domen, ciężki z 4 do 5, w zależności od klasy;

- klasy różnią się między sobą łańcuchami ciężkimi;

Klasa IgG

- składa się z 4 podklas (IgG1 – IgG4) posiadających różne łańcuchy ciężkie: g1, g2, g3, g4

- IgG stanowi 60-70% wszystkich Ig w surowicy;

-wszystkie podklasy IgG przechodzą przez łożysko do płodu

Klasa IgM:

- klasa IgM stanowi 10% Ig w surowicy:

- wyróżniamy 1 podklasę;

- występuję głównie w puli śródnaczyniowej;

- jest pentamerem

- łańcuch peptydowy J wspomaga proces polimeryzacji IgM

Klasa IgA:

- klasa IgA stanowi 15-20 % Ig w surowicy;

- wyróżnia się 2 podklasy: IgA1 i IgA2;

- występuje jako dimer;

- obecna jest w wydzielinie surowiczo-śluzowej: ślinie, mleku, wydzielinie układu tchwiczo-oskrzelowego i moczowo-płciowego;

- wydzielana przez podśluzówkowe komórki plazmatyczne

- organizm wytwarza ok.9 g IgA na dobę (IgG – 3g)

- dimer stabilizowany jest przez łańcuch J;

- fragment wydzielniczy:

* syntetyzowany jest przez koórki nabłonka;

* związanie z dimerem ułatwia transport IgA do wydzielin;

* chroni IgA przed proteolizą

Klasa IgD:

- stanowi mnij niż 1% Ig;

- wyróżniamy 1 podklasę;

- jest bardziej wrażliwa na proteolizę, niż IgG, IgM, czy IgA.

Klasa IgE:

- występuję w niewielkiej ilości w surowicy;

- wyróżniamy 1 podklasę;

- w dużej ilości zlokalizowana jest na powierzchni bazofili i komórek tucznych;

- ta klasa odgrywa rolę w chorobach alergicznych (astma, katar sienny).

Przeciwciała – występowanie ( podsumowanie):

IgM, IgG – surowica

IgA – wewnątrzwydzielnicze (ślina, mleko, układ moczowo – płciowy, układ tchawiczo – oskrzelowy

IgE – związane z alergią, w skórze na powierzchni komórek tucznych (mastocytów) / we krwi na powierzchni bazofilów

IgD – surowica, słabo zbadane

IMMUNOPATOLOGIA

- autoimmunizacja – niewłaściwa reakcja na własne antygeny (rozpoznawane są jako obce)

- niedobór immunologiczny – niedostateczna odpowiedź immunologiczna (gdy składnik układu odpornościowego jest wadliwy, osobnik nie jest zdolny do właściwego zwalczania patogenu).

Niedobór odporności może być wrodzony lub nabyty (np. AIDS).

- nadwrażliwość immunologiczna – nadmierna odpowiedź immunologiczna (reakcje na nieszkodliwy antygen (pokarm, pyłki)

- wyjątek: niepożądana prawidłowa reakcja organizmu (przeszczepy, przetaczanie krwi).

Główny układ zgodności tkankowej (MHC, z ang. major histocompaibility complex)

- zespół białek, odpowiedzialnych za prezentację antygenów limfocytom T.

Klasy MHC:

- MHC klasy I

- MHC klasy II

MHC klasy I:

- znajdują się na wszystkich jądrzastych komórkach organizmu i uczestniczą w obronie przed patogenami wewnątrzkomórkowymi

- jeśli komórka zaprezentuje obcy antygen, limfocyty Tc zabiją ją.

MHC klasy II:

- występują na wyspecjalizowanych komórkach prezentujących antygen (APC)

- jeśli komórka zaprezentuje obcy antygen, dojdzie do aktywacji limfocytu Th

ZAPALENIE:

Objawy miejscowego zapalenia:

- zaczerwienienie – zwiększony przepływ krwi

- obrzmienie – wyciek białek i komórek z naczyń do tkanki

- ból – pobudzenie receptorów bólowych przez mediatory reakcji zapalnej oraz ucisk przez migrujące komórki układu odpornościowego

- ocieplenie – wynik zwiększonego przepływu krwi

Zapalenie:

1. Wzmożony dopływ krwi – dostęp leukocytów i cząsteczek krążących w osoczu do miejsca zakażenia

2. Zwiększenie przepuszczalności naczyń – wysięk białek surowicy (przeciwciał, dopełniacza)

3. Nasilona migracja leukocytów przez śródbłonek ku miejscu zapalenia

Obrona przeciw patogenom zewnątrz i wewnątrzkomórkowym

Wiele patogenów ma zarówno wewnątrz jak i zewnątrzkomórkową fazę zakażenia (np. wirus grypy przemieszcza się z krwią do komórek docelowych)

- współczesną fazę ( zewnątrzkomórkową) blokują przeciwciała;

- późną fazę ( wewnątrzkomórkową ) blokują limfocyty T cytotoksyczne (Tc).

Adhezja leukocytów do śródbłonka:

Leukocyty magazynują cząsteczki adhezji, które w razie konieczności transportowane są na powierzchnię błony

Receptory umożliwiające adhezję leukocytów:

1. Selektyny (na śródbłonku / leukocytach),

ligand – węglowodany

Receptory umożliwiające adhezję leukocytów:

1. Integryny usytuowane na:

- limfocytach T

- trombocytach

- monocytach

- makrofagach

- granulocytach

Ligandy – b.wiele (np. kolagen)