Ćwiczenie 7
Tolerancja wobec autoantygenó plemnikowych:
- antygeny zróżnicowanych plemników pojawiają się w okresie pokwitania (11 - 13 r.ż.)
Zabezpieczenie przed rozpoznaniem przez układ odpornościowy:
- bariera anatomiczna krew - jądro
- bariera fizjologiczna - aktywna immunoregulacja
Aktywna immunoregulacja:
- komórki Sertolego
- Osocze nasienia
- Komórki śródmiąższowe Leydiega
Komórki Sertolego:
- funkcja odżywcza wobec komórek rozrodczych
- właściwości żerne
- wytwarzanie substancji immunosupresyjnych
- posiadają w błonach komórkowych cząstki CD95L dla Apo1-Fas - indukcja apoptozy w aktywowanych limfocytach
- indukcja subpopulacje limfocytów Treg/supresorowych
Osocze nasienia:
- zawiera substancje immunosupresyjne (m.in. progesteron i testosteron)
- substancje w nim zawarte hamują prezentację antygenów przez makrofagi i osłabiają właściwości żerne makrofagów i neutrofilów, zmniejszają reaktywność limfocytów B i T i komórek NK, osłabiają reakcje cytotoksyczne, w tym zależne od przeciwciał i dopełniacza
Komórki śródmiąższowe Leydiga:
- tworzą rozety z limfocytami, które przeniknęły do śródmiąższu i w ten sposób hamują prezentację antygenu
Antygen TLX:
- tzw. Antygen wspólny dla trofoblastu i limfocytów
- błonowy kofaktor białkowy (MCP) - rola ochronna wobec plemników: wiąże i unieczynnia składowe dopełniacza C3b i C4b (opsoniny) znajdujące się w żeńskim układzie rozrodczym
Przeciwciała przeciwplemnikowe (ASA):
- należą do klas IgA, IgG, IgM
- występuje zarówno u mężczyzn jak i u kobiet
- częstość występowania 0.9% - 4% w populacji płodnych kobiet jak i u mężczyzn natomiast u niepłodnych osobników 9%-36%
Stany kliniczne sprzyjające pojawieniu się ASA u mężczyzn:
- uszkodzenie bariery krew - jąro (uraz, rozległa biopsja jądra, skręt jądra, wnętrostwo, ruchomość gonad)
- żylaki powrózka nasiennego
- infekcje wirusowo - bakteryjne, zwłaszcza w okresie okołopokwitaniowym (świnka)
- obniżenie liczebności i aktywności komórek supresorowych w układzie rozrodczym
- brak lub niedobór czynników aktywujących komórki supresorowe
- zaburzenia w antygenowości samych plemników powodujące niedostateczną indukcję supresji odpowiedzi immunologicznej wobec plemników
Zasadnicze działanie ASA nie polega na mechanicznym uszkodzeniu struktury plemnika i jego śmierci ale upośledzeniu czynności plemników, czego skutkiem jest zakłócenie poszczególnych etapów procesu zapłodnienia.
Mechanizmy działania ASA:
- spłaszczając główkę plemnika, hamują jego interakcję z komórką jajową (np. łączenie się z osłonką przejrzystą)
- spłaszczając witkę lub wstawkę upośledzaja ruch plemnika
- mogą powodować aglutynację plemników, hamując tym samym ich ruch postępowy
shaking phenomenon - ruch witki w miejscu bez ruchu postępowego plemnika. ASA, szczególnie klasy IgA, wykazują zdolność do sieciowania plemników a następnie ich kotwiczenia do glikoprotein śluzu szyjkowego
- mogą interferować z procesami przygotowującymi błonę komórkową plemnika do zapłodnienia, odbywającymi się w drogach rodnych kobiety wywołując przedwczesną kapacytację lub zakłócając reakcję akrosomalną
- mogą hamować dojrzewanie plemników i uszkadzać różnicujące się plemniki już w gonadzie np. w autoimmunologicznym zapaleniu jąder
Immunologia jajnika:
- brak wyraźnie morfologicznie wyodrębnionej bariery tkankowej oddzielającej komórkę jajową od czynników układu odpornościowego, jak to ma miejsce w gonadzie męskiej (ścisłe połączenia tworzone pomiędzy komórkami Sertolego)
- komórkę jajową oddziela od warstwy komórek ziarnistych siatkowaty układ włókien glikoproteinowych osłonki przejrzystej, który poprzez połączenia szczelinowe (gap junction) umożliwia komunikację oocytu z warstwą ziarnistą celem wymiany metabolitów
Immunologia jajnika:
- Płyn pęcherzykowy zawiera substancje przechodzące przez błonę podstawną na zasadzie ultrafiltracji, w tym immunoglobuliny, elektrolity, gondotropiny, protaktyny.
- Jajnik - organ semiuprzywilejowany immunologicznie
Jajnik - organ semiuprzywilejowany immunologicznie:
- w świetle pęcherzyka jajnikowego zanikowego często są obecne liczne jednojądrzaste komórki naciekające
- w korze jajnika w warunkach fizjologicznych leukocyty zlokalizowane są rzadko
- mechanizm przypuszczalnej immusupresji (m. in. Hamowanie infiltracji limfocytów do jajnika) związany jest z substancjami czynnymi wydzielanymi przez komórki śródmiąższowe a takżę same oocyty)
Przeciwciała przeciwplemnikowe:
- mogą powodować aglutynację plemników
- mogą po opłaszczeniu plemników aktywować dopełniacz i w ten sposób uszkadzać plemniki
- mogą upośledzać interakcje plemnika z komórką jajową
- mogą upośledzać ruch postępowy plemnika (shaking phenomenon)
Czynniki predysponujące do wystąpienia ASA u kobiet:
- infekcje bakteryjne i wirusowe dróg rodnych, zwłaszcza przy utrzymywaniu współżycia - mimikra antygenowa
- stany chorobowe w obrębie układu rozrodczego: nadżerki, zmiany nowotworowe i in.
- udowodniony silny związek pomiędzy występowaniem ASA u kobiet, których partnerzy mająplemniki spłaszczone przeciwciałami przeciwplemnikowymi
- spadek liczby limfocytów T supresorowych w szyjce macicy
Przeciwciała przeciwjajnikowe (AOA):
- heterogenna grupa przeciwciał
- skierowane przeciwko antygenom osłonki przejrzystej, strukturom ooplazmy, komponentom komórek ziarnistych oraz luteinowych
Przeciwciała przeciwko osłonce przejrzystej:
- występują u 2.5%-5.6% kobiet z niewyjaśnionąniepłodnością
- Mogą pełnić rolę w indukcji reakcji zapalnej w obrębie jajnika zaś efekt cytotoksyczny wobec funkcjonalnych pęcherzyków jajnikowych jest wywierany przez naciekające limfocyty T
Płód jako przeszczep alleogeniczny
Jedna z pierwszych koncepcji - Medwar, 1953r: Semiallogeniczny płód jest zdolny przetrwać w organizmie matki dzięki:
- Anatomicznie oddzielenie płodu i matki co powoduje „niewidoczność” Ag płodowych dla matczynego układu odpornościowego
- Zahamowanie czynności matczynych limfocytów
Mechanizmy chroniące płód
- Bariera łożyskowa - specyficzne połączenia kosmówkowo-doczesnowe - zapobiega przechodzeniu komórek odpornościowych
- Słaba antygenowość trofoblastu
- Immunoregulacja na poziomie doczesnej, m. In. Gromadzenie miejscowo w endometrium komórek Treg
- Immunoregulacyjna rola cytokin
- Wytwarzanie czynników warunkujących odporność trofoblastu na działanie przeciwciał cytotoksycznych i kompleksów Ag-Ab wraz z dopełniaczem
- Immunoregulacyjne działanie progesteronu
- Przeciwciała blokujące
Komórki trofoblastu
- Główne komórki płodowe kontaktujące się z układem odpornościowym matki
- Cytotrofoblast kosmkowy - w okresie powstawania i rozwoju łożyska zostaje przyłączony do rozwijającego się syncytium w miejscu styku tkanek matczynych i płodowych, nacieka doczesną, zastępuje sródbłonek i mięśniówkę tętnic spiralnych macicy oraz tętnic łożyskowo-doczesnych
- Syncytiotrofoblast - krążą we krwi matki
Cząstki HLA
- HLA-Ia - tzw. Klasyczne HLA klasy I: HLA-A, HLA-B, HLA-C
- HLA-Ib - tzw. Nieklasyczne HLA klasy I: HLA-E, HLA-F, HLA-G
- HLA-II: HLA-DR, HLA-DP, HLA-DQ
- Odkrycie cząstek MHC - 1952 r
Cząstki HLA-G
- Forma błonowa i rozpuszczalna
- Ograniczony polimorfizm i zdolnośc do prezentowania antygenu
- Obecne już na etapie blastocyty
Rola HLA-G
- Hamowanie cytotoksyczności Tc
- Indukcja odpowiedzi typu humoralnego na rzecz zahamowania odpowiedzi komórkowej (profil cytokinowy th2)
- Hamowanie aktywności cytolitycznej komórek NK
- Hamowanie alloreaktywnych limfocytów Tc
HLA-G i komórki NK
- komórki NK rozpoznają i niszczą komórki nie wykazujące ekspresji HLA
- Nieobecność cząstek HLA na komórkach trofoblastu chroniła by je przed działaniem limfocytów Tc ale stanowiłyby cel dla komórek NK
- Nieklasyczne HLA klasy , zwłaszcza HLA-G, wiążą się z receptorami hamującymi obecnymi na komórkach NK (m.in. heterodimer CD94/NKG2a) co hamuje własności cytolityczne komórek NK
HLA-G i limfocyty Tc
- HLA-G indukują apoptozę alloreaktywnych limfocytów Tc. Wykazano, że inkubacja TCD8+ z rozpuszczalnymi HLA-G stymuluje ekspresję ma powierzchni komórki i uwalnianie rozpuszczalnej gormy FasL
- HLA-G po związaniu się z receptorami powierzchniowymi na limfocytach TCD8+ (ILT2 - Immunoglobulin - like transcript receptor) redukuje lub znosi ich działanie cytotoksyczne na komórki docelowe
- Wykazano, że antygeny prezentowane w kontekście HLA-G mogą być rozpoznawane przez limfocyty Tc (np. Cytomegalowirus)
HLA-G i komórki APC
- aktywowane makrofagi jak i komórki dendrytyczne w ciężarnej macicy wydają się być „zaprogramowane” na immunosupresję. Produkują przeciwzapalne cytokiny (IL-10, TGF-beta) zaś komórki dendrytyczne indukują powstanie Th2 z naiwnych Th0
- Za „przestrojenie” APC na profil immunosupresyjny wydją się być odpowiedzialne interakcje HLA-G z receptorami ITL
Hamowanie układu dopełniacza
- Białko MCP - przyspiesza inaktywację C3b
- DAF - zapobiega formowaniu się konwertazy C3b
- CD59 - hamuje powstanie kompleksu MAC
Rola Treg
- Fenotyp CD4+CD25+(Bright)
- Rola immunosupresyjna - wytwarzją IL-10 TGF-beta
- W ciąży zwiększa się liczba TREG we krwi
- Wykazano związek pomiędzy zmniejszoną liczbą Treg u ciężarnych a występowaniem samoistnych poronień
Czynniki ochronne wobec płodu produkowane przez organizm matki
- α-fetoproteina
- ludzka gonadotropina kosmówkowa hCG
- ludzki laktogen łożyskowy
- Makroglobulina ciążowa
- Białko ciążowe PZP
- Hormony steroidowe (kortykosterydy, estrogeny, poregesteron, androgeny)
Progesteron
- Ważny czynnik immunosupresyjny w ciąży
- Hamuje oddziaływanie IL-1 i IL-2 na limfocyty
- Oddziałuja na limfocyty TCD8+ na drodze receptorowej - produkcja białka PIBF (czynnik blokujący indukowany przez progesteron) w endometrium, które wpływa na równowagę cytokin Th1 i Th2 (wpływ na IL-12)
Układ odpornościowy kobiety ciężarnej
- Kliniczny dowód na zmiany czynno ościowe w układzie odpornościowym to osłabienie objawów niektórych chorób autoimmunologicznych u kobiet ciężarnych (m.in. RZS, SLE)
- Przewaga odpowiedzi humoralnej (Th2) nad komórkową (Th1)
- Aktywacja komórek odporności naturalnej
Aktywność limfocytów T u ciężarnych
- Pośrednia rola progesteronu: indukuje w limfocytach pewne czynniki blokujące ich czynność
- komórki trofoblastu produkują czynniki hamujące aktywność limfocytów T, m.in. cząstka IDO
IDO - enzym katabolizujący tryptofan - a niezbędny do proliferacji limfocytów. Wykazano zwiększenie jego produkcji pod wpływem IFN-gamma
Aktywacja odporności naturalnej
- Zmiany ekspresji molekuł powierzchniowych związanych z aktywacją monocytów i neutrofilów, nasilona generacja RFT i produkcja cytokin (progesteron i estrogeny mogą nasilać produkcję cytokin)
- Jedna z funkcji - fagocytoza komórek i fragmentów komórek pochodzenia płodowego krążących we krwi matki
- Ale: zmniejsza się liczba komórek NK i produkcja przez IFN-gamma
Poronienia nawracające samoistne
- Def.: co najmniej trzecie, następujące po sobie poronienie przed upływem 24 tygodnia ciąży
- Czynnik immunologiczny - może być przyczyną nawet 70% wczesnych utrat ciąży
Immunologiczne przyczyny utrat ciąży
1) Obecność w surowicy kobiet autoprzeciwciał
- Antyfosfolipidowe (APL)
- Przeciwjądrowe
- Przeciwtarczycowe
- Przeciwłożyskowe
Działanie przeciwciał antyfosfolipidowych
- Zaburzają tworzenie się prawidłowego łożyska
- Powodują wewnątrzmaciczne zahamowanie wzrostu płodu
- Przedwczesne odklejanie się łożyska
- Przedwczesne pęknięcie błon płodowych
- Działając prozakrzepowo mogą doprowadzić do zakrzepicy żylnej i tętniczej i małopłytkowości
- Zaburzenia przewodnictwa sercowego
2) Zaburzenia odpowiedzi immunologicznej matki na antygeny płodowe
- Zmiana dominującej odpowiedzi typu Th2 na Th1
- Zaburzenie roli progesteronu w immunoregulacji w obrębie styku tkanek matczyno-płodowych
- Brak przeciwciał blokujących lub ich niedobór
Zaburzenie roli progesteronu
- Warunkiem ekspresji receptorów progesteronowych na limfocytach TCD8+ matki jest rozpoznanie antygenów zarodka odziedziczonych po ojcu
- Progesteron stymuluje produkcję PIBF
- Efektem osłabienia działania progesteronu jest osłabienie odpowiedzi Th2 i nasilenie odpowiedzi komórkowej (komórki NK, Tc, pozapalne cytokiny)
- Komórki odpornościowe posiadają receptory dla hormonów, neurotransmiterów i neupeptydów
- Komórki odpornościowe mogą wytwarzać pewne hormony i neuropeptydy
- Cytokiny produkowane przez komórki odpornościowe modulują czynność układu neuroendokrynnego
Komórki układu odpornościowego posiadają receptory dla neuroprzekaźników i neuropeptydów
Noradrenalina:
- Hamuje wytwarzanie IL-2 przez limfocyty T zaś nasila produkcję IL-4, IL-5, IL-10
- Hamuje proliferację limfocytów T w odpowiedzi na miogen
- Hamuje wytwarzanie IL-6 przez makrofagi
Podobnie może działać adrenalina uwalniana do krążenia przez rdzeń nadnerczy
Opioidy (endorfiny, enkeafliny i dynorfiny)
- Met-enkefalina stymuluje proliferację limfocytów T i B oraz uwalnianie cytokin pozapalnych
- Leu-enkefalina stymuluje powstawanie limfocytów Tc
- Limfocyty i makrofagi wydzielają endorfiny w miejscu toczącego się procesu zapalnego - zniesienie stanu pobudzenia bólowego wywołanego przez czynniki pozapalne
Neuropeptydy
- Neuropeptyd Y i peptyd związany z genem kalcytoniny (CGRP) nasilają adhezję leukocytów do fibronektyny (składnik ECM) i migrację limfocytów
- Substancja P - działanie przeciwstawne
- Somatostatyna, substancja P, neuropeptyd Y, CGRP mogą wpływać na produkcję cytokin przez limfocyty T i (hipoteza) ukierunkowywać różnicowanie Th0 do Th1 lub Th2
Komórki odpornościowe mogą poprzez wytwarzane cytokiny i inne cynniki zwrotnie regulować aktywność zakończeń nerwowych:
- IL-1, IL-2, IL-6, TNF hamują wydzielanie noradrenaliny
- ACTH, ADh, opioidy również mogą modulować uwalnianie NA
Źródła cytokin w OUN
- Narządy limfatyczne - cytokiny mogą przenikać przez barierę krew-mózg, być przez nią czynnie przenoszone (IL-1, TNF)
- Neurony, strocyty, oligodendrocyty, komórki mikrogleju mogą same wytwarzać cytokiny
- Transmisja przez nerw błędny mający swoje zakończenia w trzewiach: po podaniu zwierzęciu laboratoryjnemu endotoksyny, uwalniana miejscowo IL-1 pobudza ciałka trzyzwojowe przekazujące sygnał do nerwu błędnego i dalej do OUN coindukuje syntezę IL-1 w OUN
Oddziaływanie układ odpornościowy: układ endokrynny
- Komórki odpornościowe posiadają receptory dla hormonów
- Komórki odpornościowe mogą reagować na wszelkie zmiany homeostazy sygnalizowane przez gruczoły wydzielania wewnętrznego
Produkcja hormonów przez komórki odpornościowe
- Z reguły są syntezowane de novo
- Mogą one w sposób auto i parakrynowy regulować czynność komórek odpornościowych - n.p. GH jako autokrynowy czynnik wzrost dla limfocytów czy PRL o podobnym działaniu
Stres:
- Nadmierna reakcja orgazniuzmu na jakiekolwiek obciążenie obejmującą zmiany neurohormonalne
- Czynniki stresogenne: fizyczne (uraz, zakażenie, ból, długotrwały wysiłek) i psychiczne (strach, poczucie zagrożenie, depresja, tragiczne czy nagłe wydarzenia)
- Każdy bodziec stresogenny jest rejestrowany przez układ nerwowy a następnie dociera do układu limbicznego mózgu (m.in. część kory mózgu, struktury podkorowe na czele z ciałem migdałowatym, hipokamp)
- Układ limbiczny ma szczególne znaczenie w wyzwalaniu reakcji stresowych, komunikuje się za pomocą neuroprzekaźników z innymi strukturami mózgu i wyzwala odpowiednią reakcję organizmu.