Ćwiczenie 2

UKŁAD DOPEŁNIACZA

• około 30 białek surowicy i płynów tkankowych, aktywowanych w reakcji łańcuchowej przez kompleksy antygen-przeciwciało, i wywierających swój efekt głównie na błonę komórkowa powodując bakteriolizę i cytolizę, degranulację komórek tucznych i bazofilów (anafilatoksyny: C3a, C4a, C5a) oraz chemotaksję neutrofilów (liczne receptory na powierzchni błony dla składników dopełniacza, przez co mogą być przyciągane do miejsca infekcji, ułatwiając fagocytozę);

• sam nie rozpoznaje antygenów, lecz (w klasycznej drodze) aktywowany jest przez przeciwciała; hamuje precypitację kompleksów immunologicznych.

Klasyczna droga aktywacji dopełniacza - wrażliwe na ten atak są bakterie G- (G+ bronią się gruba warstwą peptydoglikanu), niektóre wirusy, pierwotniaki.

• związanie przeciwciała klasy IgG (z wyjątkiem IgG4) lub IgM z antygenem komórki docelowej, oraz przyłączenie do immunoglobuliny komplementu C1q, powodując jego zmiany konformacyjne (IgG1 najskuteczniej aktywuje dopełniacz, choć IgG3 wiąże najwięcej cząsteczek C1q). C1q składa się z sześciu identycznych podjednostek, a w każdej z nich wyróżniamy główkę ("bukiet tulipanów", wiążący się bezpośrednio z immunoglobulinami) i kolagenopodobny ogonek; 2 cząsteczki IgG muszą znaleźć się w odległości mniejszej niż 20nm, żeby zaktywować dopełniacz (najefektywniej aktywują go przeciwciała wiążące blisko siebie, np. powtarzające się położone epitopy);

• przyłączenie do C1q komplementów C1r i C1s;

• aktywacja C1r przez C1q, nadając mu właściwości proteazy serynowej;

• aktywacja C1s przez aktywny C1r; aktywacja C1 może zajść również bezpośrednio przez niektóre wirusy, bakterie (np. E. coli), białko C-reaktywne, białko wiążące mannozę lub lipopolisacharydy, co ma szczególna rolę w początkowej fazie infekcji; aktywacja może również zajść samoistnie, co kontrolowane jest jednak przez inhibitor C1;

• rozłożenie C4 na komponenty C4a i C4b przez Cs1; związanie C4b z błoną komórkową i przyłączenie C2;

• rozłożenie C2 na komponenty C2a i C2b przez Cs1; powstanie kompleksu C4b2a o właściwościach proteolitycznych, zwany konwertazą C3 drogi klasycznej (jedna cząsteczka konwertazy rozkłada setki cząsteczek C3 na C3a i C3b);

• przyłączenie C3b i powstanie konwertazy C5 drogi klasycznej (C4b2a3b), rozkładający C5 na C5a (uwalniany do środowiska) i C5b (pozostaje na błonie aktywującej dopełniacz); jest to ostatni etap enzymatyczny aktywacji;

• przyłączenie do C5b kolejnych składników (C6 i C7), zmieniające je z białek hydrofilnych na białka zawierające fragmenty hydrofobowe, umożliwiając wbudowanie w błonę komórkową;

• przyłączenie C8 (rozpoczęcie tworzenia kanałów w błonie, zwracając się fragmentami hydrofilowymi do wnętrza kanału)

• związanie i polimeryzacja C9 przez kompleks C5b678; poszerzenie kanału w zależności od ilości wbudowanych C9 (jeden do kilkunastu - 0,7 do 12nm);

• deformacja błony, uwalnianie jonów potasowych i makromolekuł np. ATP, napływ do komórki innych jonów, wody i lizozymu → śmierć komórki.

Alternatywna droga aktywacji dopełniacza - aktywacja zachodzi w zasadzie spontanicznie, choć do aktywatorów zalicza się też bakterie G+ i G- (szczególnie polisacharydy ścian bakteryjnych), wirusy i zakażone nimi komórki, grzyby, pierwotniaki, niektóre robaki pasożytnicze i niektóre komórki nowotworowe. Droga alternatywna jest jednak nie tyle wynikiem aktywacji przez określone czynniki, ile brakiem naturalnego hamowania, jakie występuje na komórkach własnych (gdzie czynnik H wiążąc się z C3b, uwrażliwia go na inaktywacje przez czynnik I → czynniki H i I należą wiec do grupy białek regulujących aktywność układu dopełniacza)

• czynnik B wiąże się w obecności jonów magnezu z C3(H2O), który jest C3b-podobną, pobudzoną formą C3;

• rozłożenie czynnika B na Ba i Bb przez czynnik D -> powstanie C3(H2O)Bb, czyli pozostającego jeszcze w stanie rozpuszczalnym kompleksu konwertazy;

• rozłożenie C3 do C3b → powstanie C3bBb, czyli ostatecznej, przymocowanej już do błony komórkowej konwertazy C3 drogi alternatywnej (jest homologiem konwertazy drogi klasycznej), rozkładającej kolejne C3; konwertazę chroni czynnik P (properdyna) przed rozłożeniem przez czynniki H i I;

• przyłączenie kolejnej C3b → powstanie C3bBb3b, czyli konwertazy C5 drogi alternatywnej; dalszy przebieg jak w drodze klasycznej

Lektynowa droga aktywacji dopełniacza - inicjowana przez białko/lektynę wiążącą mannozę (MBL), należącej do kolektyn (tak jak białka A i D surfaktantu). Jest heksamerem, w której każda podjednostka ma trzyłańcuchową budowę i kolagenopodobny ogonek zakończony trzema główkami wiążącymi węglowodany (oligosacharydy na powierzchni mikroorganizmów). Podjednostki łączą się ze sobą mostkami disiarczkowymi. MBL aktywuje dopełniacz, a dzięki jego receptorom na makrofagach, ułatwia fagocytozę opłaszczonych przez siebie mikroorganizmów.

• związanie węglowodanów, takich jak: mannoza, fukoza, N-acetyloglukozamina

• połączone z MBL proteazy serynowe ulegają aktywacji: MASP-2 rozkłada C4 i C2; MASP-1 rozkłada C2, albo bezpośrednio C3

RECEPTORY DLA UKŁADU DOPEŁNIACZA

CR1 (CD35) - erytrocyty (udział w usuwaniu kompleksów immunologicznych z krwi w trakcie przechodzenia krwinek przez wątrobę i śledzionę; erytrocyty potem wracają do krążenia; przyleganie opłaszczonych przez dopełniacz kompleksów do erytrocytów nazywamy adherencją immunologiczną), neutrofile, monocyty, makrofagi (fagocytoza), eozynofile, limfocyty B i niektóre T, komórki dendrytyczne (wychwyt antygenów zawartych w kompleksach, zachodzi m. in. w grudkach chłonnych), podocyty kłębuszków nerkowych (inaktywacja i usuwanie kompleksów immunologicznych w nerce): swoistość -> C3b, C4b, iC3b, C3c

CR2 (CD21) - limfocyty B (ochrona przed apoptozą, wzmożona aktywacja, lecz nie bezpośrednio, ale przez cząsteczki CD19 i CD81 z którymi łączy się w błonie), komórki dendrytyczne (utrzymanie limfocytów B pamięci): iC3b, C3dg, C3d

CR3 (CD11b/CD18) - neutrofile, monocyty, makrofagi (udział w fagocytozie), komórki NK (ułatwienie cytotoksyczności komórkowej zależnej od przeciwciał), grudkowe komórki dendrytyczne (podobnie jak C1 i C2 -> wychwyt antygenów zawartych w kompleksach immunologicznych): swoistość -> iC3b, ponadto fibrynogenina, włóknik, cząsteczki powierzchniowe np. ICAM-1 (obecny na komórkach śródbłonka), LPS (wykorzystywane przez niektóre bakterie np. Mycobacterium tuberculosis czy wirusy np. HIV, do wnikania do makrofagów)

CR4(CD11c/CD18) - neutrofile, monocyty, makrofagi, komórki NK (jak C1 i C3, udział w fagocytozie, choć jego rola jest najmniej poznana): iC3b, C3dg, C3d

CR5 - neutrofile, trombocyty: C3dg, C3d

C1qR - spośród dwóch takich receptorów, jeden wzmaga fagocytozę (neutrofile, makrofagi), a drugi wytwarzanie toksycznych związków tlenowych (neutrofile); występuje też na pozostałych granulocytach, a także na trombocytach i komórkach śródbłonka: swoistość → C1q

C3aR - degranulacja (komórki tuczne, bazofile), synteza metabolitów kwasu arachidonowego (leukotrieny w komórkach tucznych, neutrofilach, makrofagach), chemotaksja (neutrofile, monocyty): swoistość → C3a (hamuje syntezę przeciwciał i indukuje uwolnienie enzymów lizosomalnych z neutrofilów)

C5aR (CD88) - działanie takie C3aR: swoistość → C5a (jest najefektywniejszą anafilotoksyną, mimo to C3a występuje w ok. 20-krotnie większym stężeniu; stymuluje uwalnianie z makrofagów takich cytokin jak Il-1, Il-6 oraz TNF)

CZYNNIKI REGULUJĄCE UKŁAD DOPEŁNIACZA WYSTEPUJĄCE W BŁONIE:

CR1 - jest kofaktorem dla czynnika I, rozkładającego C3b i C4b przez co kompleksy immunologiczne transportowane przez erytrocyty rozkładane są już w drodze do śledziony; indukując rozkład C4b i C3b ma również zdolność inaktywowania konwertaz C3 i C5, chroniąc tym samym komórki przed przypadkową lizą (chroni tkanki w chorobach autoimmunizacyjnych, a podany w formie rozpuszczalnej zmniejsza rozmiary zawału serca, hamuje reakcję zapalną w oparzeniach i wydłuża przeżycie przeszczepów ksenogenicznych).

DAF (CD55) - przyczepiony ruchomo w błonie przez łącznik z glikozylofosfatydyloinozytolu; jest to czynnik przyspieszający rozkład konwertaz C3 i C5 obydwu dróg (uwalnia C2a z konwertazy drogi klasycznej, i Bb z konwertazy drogi alternatywnej); występuje powszechnie: erytrocyty, granulocyty, monocyty, trombocyty, limfocyty B i T, komórki śródbłonka i komórki nabłonkowe: DAF wykorzystywany jest przez niektóre szczepy E. coli oraz echowirusy do wnikania do komórek.

MCP (CD46) - błonowy kofaktor białkowy wiąże składniki C3b i C4b znajdujące się w stanie wolnym, lub obecne w konwertazie; ma bardzo podobna funkcję do CR1 (jest kofaktorem czynnika I), a podobnie jak DAF - zapobiega formowaniu konwertaz; występuje na prawie wszystkich komórkach jądrzastych: neutrofile, monocyty, trombocyty, większość limfocytów, komórki śródnabłonkowe i nabłonkowe, plemniki, fibroblasty: jest receptorem dla odry.

HRF (HRF60) - czynnik restrykcji homologicznej/białko wiążące C8, występuje na limfocytach T i B, monocytach, neutrofilach -> hamuje polimeryzację C9; podobnie i efektywniej działa HRF20 (CD59) zwany protektyną, występujący w błonie wszystkich erytrocytów i plemników (chroni przed napadową nocna hemoglobinurią); umocowane przez łącznik glikozylofosfatydyloinozytolowy.

CZYNNIKI OSOCZOWE REGULUJĄCE AKTYWNOŚĆ DOPEŁNIACZA:

Inhibitor C1 - wiąże aktywny C1r i C1s, blokując dalszą autoaktywację C1q (silne aktywatory np. kompleksy immunologiczne przełamują tę blokadę).

Czynnik I (inaktywator C3b/C4b) - przecina łańcuch alfa-C3b w dwóch miejscach, uwalniając mały fragment C3f, oraz iC3b, który ponownie przecięty rozkładany jest na C3d,g i C3c (rozkładane z kolei przez trypsynę, plazminę); C4b rozkładany jest analogicznie; kofaktorami czynnika I w błonie komórkowej są CR1, CR2 i MCP, a w płynach tkankowych czynnik H (wiąże C3b, przyspiesza rozpad konwertazy C3 drogi alternatywnej) oraz białko wiążące C4 (wiąże C4b, przyspiesza rozpad konwertazy drogi klasycznej).

Witronektyna - wiąże się z kompleksem C5b67, uniemożliwiając jego łączenie się z błoną komórkową i polimeryzację C9.

Inaktywatorami anafilatoksyn (C4a, C3a i C5a) są karboksypeptydazy N i R.

Immunokonglutyniny - autoprzeciwciała przeciw związanym składnikom dopełniacza, głównie C3; pojawiają się w stanach zapalnych -> maja zdolność aglutynacji pokrytych dopełniaczem cząsteczek i mikroorganizmów.

Jad kobry - zawiera czynnik (cobra venom factor) tworzący kompleksy CVF-Bb i CVF-BbC3b o właściwościach konwertazy C3 drogi alternatywnej, nie podlegającej hamowaniu przez czynnik H i I, prowadząc do niehamowanej aktywacji dopełniacza.

MECHANIZMY OBRONY PRZED DOPEŁNIACZEM:

• synteza białka podobnego do DAF (Trypanosoma cruzi) lub przywłaszczenie DAF zakażonego człowieka (przywra Schistosoma)

• wytworzenie pęcherzyka i oderwanie fragmentu błony wraz z kompleksem

• rozkład składników dopełniacza przez proteazy (niektóre kropidlaki, bakterie)

• u niektórych bakterii dopełniacz aktywuje się na długich łańcuchach polisacharydowych, z dala od błony komórkowej

• aktywacja czynników H i I przez kwas sjalowy ściany komórkowej (dwoinka zapalenia opon mózgowych, pałeczka okrężnicy, krętek blady, paciorkowce).

ODPORNOŚĆ NIESWOISTA

Wybrane nieswoiste mechanizmy obronne

Narząd	Aktywny komponent	Mechanizm działania
Skóra	Rogowaciejacy nabłonek, pot, łój	Bariera mechaniczna, złuszczanie się komórek uniemożliwiające kolonizację, niskie pH (kwas mlekowy i kwasy tłuszczowe gruczołów)
Drogi oddechowe	Rzęski, kaszel, kichanie Wydzieliny śluzowo-surowicze	Wydalanie drobnoustrojów Przemywanie powierzchni
Przewód pokarmowy	Kwas solny Perystaltyka, złuszczanie nabłonka Fizjologiczna flora bakteryjna	Niskie pH Utrudnianie kolonizacji Wydzielanie bakteriocyn i substancji przeciwgrzybiczych, konkurencja o habitat z mikroorganizmami patogennymi
Krew, wydzieliny	Laktoferryna, transferyna Interferony, TNF Lizozym	Wiązanie żelaza niezbędnego mikroorganizmom Indukcja odpowiedzi immunologicznej Rozkładanie ścian bakterii (niszczenie wiązan glikozydowych między kwasem N-acetylomuraminowym a N-acetyloglukozaminą)
Inne (działające we wszystkich wyż. wym.)	Układ dopełniacza Białka ostrej fazy Komórki żerne, komórki NK	Efekt cytotoksyczny, opsonizacja, fagocytoza Aktywacja dopełniacza, opsonizacja Fagocytoza, cytotoksyczność komórkowa

Różnice między odpowiedzią swoistą a nieswoistą

Odpowiedź nieswosta	Odpowiedź swoista
Bardzo szybka, nie wymaga wstępnej aktywacji	Rozwija się powoli (czasem wiele dni)
Receptory są niezmienne w ciągu życia osobnika, dziedziczone z pokolenia na pokolenie	Receptory są wytwarzane w przebiegu każdej reakcji pierwotnej; nie są dziedziczona
Jest selektywna - celem nie są własne struktury	Jest specyficzna - może dojść do autoagresji
Brak pamięci immunologicznej	Pozostaje wieloletnia pamięć immunologiczna
Rozwija się niezależnie od odpowiedzi swoistej	Do rozwinięcia niezbędna odpowiedź nieswoista

Cząsteczki PAMP- to wzorce molekularne związane z patogenami (pathogen associated molecular patterns), czyli najbardziej charakterystyczne cząsteczki drobnoustrojów, selektywnie rozpoznawane przez komórki odpowiedzi nieswoistej. Są one typowe dla całej grupy drobnoustrojów, np.:

• LPS- składnik ściany komórkowej bakterii G (-)

• kwas tejchojowy- budulec ścian bakterii G (+)

• mannany- składnik otoczek drożdży

• DNA zawierające nieliczne tylko metylowane cytozyny w sekwencjach CpG- większość bakterii

• dwuniciowy RNA- materiał genetyczny wielu wirusów

Większość drobnoustrojów mutuje, przy czym występują pewne cząsteczki strategiczne dla przeżycia wielu bakterii, których mutacja mogła by spowodować zmiany letalne. Do takich substancji zaliczamy peptydoglikan, czyli składnik ściany bakteryjnej (biosynteza hamowana przez penicyliny).

Receptory dla cząsteczek PAMP to tzw. receptory rozpoznające wzorce (PRR - pattern recognition receptors). Wykazują one rozproszoną lokalizację, a często ich funkcje są związane z kooperacją między wieloma receptorami należącymi do różnych grup i podgrup. Wyróżniamy receptory PRR:

1. WYDZIELNICZE - są to najczęściej opsoniny, które po przyłączeniu do powierzchni drobnoustroju ułatwiają fagocytozę. Należą do nich:

1. pentraksyny (białko C-reaktywne, surowicze białko amyloidu, pentraksyna 3)

2. przeciwciała

3. składniki dopełniacza

4. kolektyny

• MBL- tzw. praprzeciwciało, przez receptory na makrofagach indukuje fagocytozę oraz pobudza do zabicia mikroorganizmu

• białka A i D surfaktantu

• konglutynina- występuje tylko u bydła, u człowieka natomiast białko o podobnej budowie, wiąże iC3b i wzmaga fagocytozę

• składnik C1q dopełniacza (ze względu na podobna budowę)

2. POWIERZCHNIOWE

1. uczestniczące w fagocytozie - po pochłonięciu i wewnątrzkomórkowej degradacji białek pochodzących od drobnoustrojów pojedyncze peptydy prezentowane są z cząsteczkami MHC klasy II

• receptory lektynowe (np. receptor dla mannozy) - wiążą poli- i oligosacharydy obecne na powierzchni wielu drobnoustrojów

• receptory zmiatacze - obecne na makrofagach i monocytach, rozpoznają lipoproteiny o małej gęstości, anionowe polisacharydy i fosfolipidy; uczestniczą w usuwaniu mikroorganizmów, ich toksycznych produktów, komórek apoptotycznych oraz odkładaniu się cholesterolu w blaszkach miażdżycowych

• niektóre integryny (przede wszystkim Mac-1)

uczestniczące w aktywacji komórek - najpowszechniejsze, znajdują się nie tylko na komórkach układu odpornościowego, ale także na komórkach nabłonkowych (niektóre mogą po stymulacji przez PRR wytwarzać antybiotyki peptydowe, np. defensyny), śródbłonku naczyń, adipocytach, kardiomiocytach i fibroblastach; należą tu receptory Toll-podobne, które nie biorą udziału w fagocytozie ale są odpowiedzialne za aktywację komórek. Większość z receptorów TLR znajduje się na powierzchni komórek i po związaniu z odpowiednimi cząsteczkami PAMP przekazują sygnał aktywujący komórkę → aktywują czynniki transkrypcyjne:

• NF-κB- indukuje ekspresję mediatorów prozapalnych

• IRF- indukuje wywarzanie IFN-α i IFN-β

Zidentyfikowano następujące receptory TLR:

• TLR1 - z receptorem reagują lipopeptydy

• TLR2 - lipoproteiny, zymosan (rozpoznawany dopiero po połączeniu TLR2 i TLR6), peptydoglikan

• TLR3 - dsRNA (dwuniciowy RNA, wirusy)

• TLR4 - lipopolisacharydy, mannan, endogenne ligandy (np. białko szoku cieplnego HSP60, które w warunkach prawidłowych znajduje się wewnątrz komórki natomiast ulega uwolnieniu w czasie jej śmierci)

• TLR5 - flagellina (białko rzęsek bakterii)

• TLR6 - zymosan, cukry

• TLR7 - ssRNA (jednoniciowy RNA, wirusy)

• TLR8 - ------ II --------

• TLR9 - niemetylowane oligonukleotydy CpG, obecne w fagolizosomach więc aktywacja zachodzi dopiero po sfagocytowaniu bakterii i uwolnieniu z niej ligandu dla tego receptora

• TLR10 - nie wiadomo

• TLR11 - bakterie

Nadmierna aktywacja TLR może również powodować uszkodzenie tkanek w skutek zbyt silnej aktywacji makrofagów, skrajnie wstrząs septyczny (często kończący się zgonem). Może on być wywołany przez LPS (zwany endotoksyną), wiązany przez białko surowicy LBP, które przekazuje LPS na CD14. CD14 po utworzeniu kompleksu z TLR4 (stabilizowanym przez białko MD-2) aktywuje makrofaga. Mutacja genu kodującego TLR4 wiąże się ze zwiększoną podatnością na infekcje bakteriami gram ujemnymi, a jednocześnie zmniejsza ryzyko miażdżycy.

3. WEWNĄTRZKOMÓKOWE - znajdują się one w cytoplazmie lub w połączeniu z błonami (siateczką śródplazmatyczną, fagolizosomem, mitochondrium) służąc do wykrywania zakażeń drobnoustrojami wewnątrzkomórkowymi. Zaliczamy tu:

1. niektóre receptory TLR (3,7,8 i 9)

2. helikazy

3. białka indukowane przez interferon

4. receptory NOD-podobne (NLR), zbudowane są z 3 domen:

• domena LRR- rozpoznaje cząsteczkę PAMP

• domena NAD- wiąże nukleotydy

• domena efektorowa- przekazuje sygnał aktywujący komórkę

Zaliczamy do nich:

• białka NOD1 i NOD2, które aktywują czynnik transkrypcyjny NF-κB

• inne białka (NAIP, IPAF, NALP), które tworzą kompleks aktywujący kaspazę I, zwany inflamasomem. Kaspaza I modyfikuje potranslacyjnie (przycina, aktywuje) prekursory niektórych cytokin prozapalnych (z grupy interleukin)

Do najefektywniejszych czynników chemotaktycznych oddziałujacych na granulocyty i monocyty należą: C5a, LTB₄, FMLP (formylometionyloleucynofenyloalanina; a ogólnie po prostu metylowane peptydy) i niektóre chemokiny (IL-1, IL-8, TNF, TGF-β)

Aktywowane komórki zerne znacznie efektywniej reagują na czynniki chemotaktyczne:

• makrofagi aktywowane są przez:

• czynniki pochodzenia bakteryjnego (LPS, MDP - dipeptyd muramylowy, składnik ściany mikobakterii)

• cytokiny uwalniane przez komórki tuczne i limfocyty T (IFN-γ, MIF, TNF, MCP-1, MIP-1α, GM-CSF, M-CSF, IL-2, IL-4)

• tuftsyna (tetrapeptyd powstały przez proteolizę łańcucha ciężkiego immunoglobulin)

• neutrofile aktywowane są przez:

• IL-8, CXC, G-CSF, GM-CSF

• eozynofile aktywowane są przez:

• eotaksyny, MIP-1α, RANTES, IL-3, IL-5, GM-CSF, PAF

Czynnikami dezaktywujacymi są natomaist: TGF-β, PGE₂, IL-10

Immunofagocytoza - ułatwiona i wzmożona fagocytoza cząstek opłaszczonych opsoninami (głównie składnikami dopełniacza i przeciwciałami) przez komórki żerne, które posiadają na swojej powierzchni odpowiednie receptory.

Receptory dla fragmentu Fc przeciwciał indukują fagocytozę oraz aktywują komórki do ADCC (cytotoksycznośc komorkowa zależna od przeciwciał). Występują one na dojrzałych, spoczynkowych limfocytach B, natomiast na limfocytach T pojawiają się dopiero po aktywacji.

Wyróżniamy 3 rodzaje:

• uczestniczące w aktywacji → po związaniu ligandu aktywacji ulega sekwencja ITAM (fosforyluje) co wiąże się z aktywacją białkowych kinaz Src; do ufosforylowanych sekwencji ITAM przyłączają się kinazy Syk, aktywując fosfolipazę Cγ, rozkładająca ADP do IP3 i DAG → w efekcie dochodzi do aktywacji mediatora: kinazy białkowej C

• nie wpływające w ogóle na komórkę np. transportują przez komórkę immunoglobuliny

• hamujące aktywację → mają w części wewnętrznej hamująca sekwencję ITIM, np. FcγRIIB występujący na limfocytach B

Najefektywniejszymi opsoninami są przeciwciała klasy IgG dla których wyróżniamy receptory:

FcγRI FcγRII FcγRIII

największe powinowactwo do IgG, wiąże wolne przeciwciało umiarkowane powinowactwo, wiąże IgG połączone z antygenem niskie powinowactwo, wiąże IgG połączone z antygenem

Występuje na monocytach i makrofagach, a pod wpływem IFN-γ na neutrofilach, eozynofilach FcγRIIA i C - monocyty, makrofagi, neutrofile FcγRIIB - supresja, usuwanie kompleksów immunologicznych (płytki krwi, limfocyty B, eozynofile) FcγRIIIA - najważniejszy receptor w ADCC; makrofagi, komórki NK, eozynofile, komórki tuczne, limfocyty Tγδ FcγRIIIB - występuje tylko na neutrofilach, charakterystyczne dla niego jest umocowanie w błonie przez łącznik glikozylofosfatydyloinozytolowy; pozostałe FcR są integralnymi glikoproteinami

FcγR po związaniu kompleksów immunologicznych indukują również wydzielanie z neutrofilów, monocytów i płytek krwi mediatorów reakcji zapalnej (IL-1, IL-6, TNF). Negatywna rola FcγR wiąże się z faktem, iż mogą one stanowić wrota dla zakażeń makrofagów (np. HIV), czy w chorobach autoimmunizacyjnych (np. małopłytkowość)

Szczególny jest również receptor FcRn występujący u człowieka w łożysku i biorący udział w transporcie matczynych IgG przez łożysko do krwi płodowej. Bierze on również udział w regulacji stężenia IgG w surowicy osób dorosłych.

Inne receptory dla fragmentow Fc przeciwciał:

FcεRI FcεRII pIgR

wykazuje duże powinowactwo do IgE wykazuje male powinowactwo do IgE, nie jest cząsteczką immunoglobulinopodobną! receptor dla polimerycznych form immunoglobulin

występuje na komórkach tucznych, bazofilach, eozynofilach i komórkach Langerhansa, indukuje uwalnianie mediatorów reakcji alergicznych indukuje fagocytozę cząsteczek opłaszczonych IgE oraz znajdując się na powierzchni limfocytów B wzmaga syntezę przeciwciał występuje na powierzchni podstawnej i bocznej komórek nabłonka jelitowego, przenosi wydzielnicze IgA i IgM w drodze transcytozy do światła jelita

Receptory dla składnikow dopełniacza

Najważniejsze znaczenie w fagocytozie mają CR1 i CR3; wiążą one cząsteczkę opłaszczoną odpowiednim składnikiem dopełniacza, nie indukują jednak procesu fagocytozy, chyba że komórka otrzyma sygnał aktywujący (np. IFN-γ)

Inne receptory

• fibronektyna - wiąże się z włóknikiem, zdenaturowanym kolagenem i niektorymi bakteriami (np. gronkowcem złocistym)

• białka ostrej fazy takie jak białko C-reaktywne (wiąże wielocukry na bakteriach G+) czy białko wiążące LPS (bakterie G-)

• kolektyny, np. białko wiążące mannozę (bakterie, grzyby, wirusy - np. grypy, HIV), konglutynina, białka A i D surfaktantu płucnego, składnik C1q dopełniacza, CR3, CR4

• receptory zmiatacze, rozpoznające acetylowane i utlenowane LDL, anionowe polisacharydy i fosfolipidy; biorą udział w usuwaniu mikroorganizmów, ich toksyn i ciałek apoptycznych a także w odkładaniu cholesterolu w ogniskach miażdżycowych

Mechanizmy usuwania drobnoustrojów przez komórki żerne

• mechanizmy tlenowe (głównie neutrofile)

• oksydaza NAPDH (2O₂ + NADPH → 2O₂^- + NADP⁺ + H⁺) jon ponadtlenkowy

• dysmutaza ponadtlenkowa (2O₂^- + 2H⁺ → H₂O₂ + O₂) nadtlenek wodoru

• katalaza (H₂O₂ → O₂ + H₂O) → szybkie unieczynnianie

• jony żelazawe (H₂O₂ + Fe²⁺ → Fe³⁺ + OH^- + ^•OH) rodnik hydroksylowy

• mieloperoksydaza (H₂O₂ +Cl^- → HOCl + OH^-) kwas podchlorawy

eozynofile zawierają peroksydazę, wykorzystującą jony bromkowe

• HOCl + H₂O₂ → ¹O₂ + H₂O + Cl^- + H⁺ tlen singletowy

• HOCl + aminy → chloraminy

W makrofagach

• IFN-γ wspomagany przez IL-4 indukuje powstawanie reaktywnych form tlenu

• IFN-γ wraz z TNF, IL-1 i LPS indukuje syntezę NO z argininy, tlenu, NADPH i tetrahydrobiopteryny; inhibitorami są glikokortykosteroidy, IL-4 i TGF-β

• mechanizmy pozatlenowe

• neutrofile

• ziarna pierwotne - azurofilne:

• BPI (czynnik bakteriobójczy zwiększający przepuszcalność) - działa na wiele bakterii G(-) → zwiększa przepuszczalność zewnętrznej błony dla cząsteczek hydrofobowych (np. antybiotyków), aktywuje fosfolipazę A₂, hamuje oddychanie wrażliwych bakterii i neutralizuje endotoksyny (LPS)

• katepsyna G - działa na bakterie G(+) → uwrażliwia na działanie lizozymu, jest proteazą działającą synergistycznie z elastazą, działa chemotaktycznie

• defensyny - są antybiotykami peptydowymi, hamują fibrynolizę, aktywują dopelniacz, właściwości żerne makrofagów, degranulację komórek tucznych, działają chemotaktycznie na komórki dendrytyczne i limfocyty; wyróżniamy:

• defensyny α → ludzkie białka neutrofilowe HNP-1, -2, -3, -4 (wytwarzane przez neutrofile i makrofagi) oraz ludzkie defensyny HD-1 i -2 (kryptydyny; wytwarzane przez komórki Panetha w kryptach jelita)

• defensyny β → HBD-1 (komórki nabłonkowe) oraz -2, -3 (keratynocyty)

• lizozym (muramidaza) - jest enzymem przecinającymwiązanie β-1,4-glikozydowe (stabilizujące strukturę ścian bakterii G-) między kwasem N-acetylomuraminowym i N-acetyloglukozaminą

• sjalidaza, elastaza, MPO, proteaza 3, α₁-antytrypsyna, β-glukuronidaza

• ziarna wtórne - swoiste (lizozym, żelatynaza, β₂-mikroglobulina, sjalidaza, kolagenaza, histaminaza, heparanaza, laktoferryna, PAF)

• ziarna żelatynowe ( lizozym, żelatynaza, β₂-mikroglobulina, acetylotransferaza)

• ziarna wydzielnicze (fosfataza zasadowa, białka osocza, np. albumina)

• makrofagi

• efekt cytotoksyczny wobec komórek ssaków (szczególnie komórek nowotworowych) wywierają poprzez TRAIL, TNF, IL-1, reaktywne związki azotowe i tlenowe oraz proteazy (lizosomalne i związane z błoną komórkową)

• wydzielają m.in.: IL-1 (pobudza proliferacje limfocytów), -6, -8, -10, -12, -15 i -18; ponadto IFN-α i -β (hamuje proliferację limfocytów), czynniki wzrostu, insulinopodone czynniki wzrostu, TGF-α i -β oraz inne...

Reakcja zapalna charakteryszuje się zaczerwienieniem, obrzękiem, podwyższoną temperaturą (powoduje spowolnienie replikacji mikroorganizmów, ułatwia prezentację antygenu i działanie cytokin) oraz wydzielaniem substancji biologicznie czynnych: IL-1, -6, -8, -12, TNF (który wraz z IL-1 i -6 pobudza hepatocyty do wydzielania białek ostrej fazy), histaminy, prostaglandyn, enzymów, PAF; istotną rolę dla rozwoju miejscowej reakcji zaplanej mają integryny obecne na limfocytach T (VLA) i B (LFA-1, którego ligandami są ICAM-1, -2, 3)

Interferony - grupa cytokin wytwarzanych i wydzeilanych w odpowiedzi na zakażenie wirusowe; wyróżniamy:

• interferon typu I → wydzielanie stymulowane przez IL-1, -2 i TNF

• α (ponad 20 rodzajów!) - leukocyty (głównie niedojrzałe komórki dendrytyczne) → wykazuje działanie przeciwnowotworowe! (głównie białaczki, szpiczaki, czerniak), ponadto strsouje się go w leczeniu WZW-B, -C i -D oraz w terapii AIDS

• β (jeden rodzaj) - fibroblasty; stosuje się go w chorobach autoimmunizacyjnych

• κ - keratynocyty

• ω - ?

• interferon typu II - „immunologiczny”

• γ - limfocyty T (pobudzone antygenami lub mitogenami, gdyż pobudzone wirusem wytwarzają interferon I!), komórki NK, komórki NKT i w niewielkich ilościach makrofagi → stymulowane przez IL-2, -12, -15, -18 i -21; z powodzeniem stosuje się go w leczeniu przewlekłej choroby ziarniniakowej, próbuje się go stosować w leczeniu atopowego zapalenia skóry, gruźlicy, leiszmaniozy trzewnej

Działanie przeciwirusowe (silniejsze w przypadku α i β):

• pobudzają syntezę syntazy oligoizoadenylanowej, która w obecności dwuniciowego RNA indukuje powstawanie oligonukleotydóe adenylanowych, aktywujących z kolei latentną endorybonukleazę (RNazę L)

• aktywują kinazę bialkową R , która ulega autofosforylacji i fosforyluje następnie podjednostkę α czynnika inicjującego syntezę białka (eIF-2); w rezultacie dochodzi do zahamowania translacji i syntezy białek wirusowych

• aktywują gen Mx, hamujący replikację RNA-wirusów

• aktywują ekspresję deaminazy adenozynowej (ADAR) działającej tylko w obrębie dwuniciowego RNA w wyniku czego pojawiają się inozyny zamiast adenozyn → RNA staje się niefunkcjonalny

Oprócz właściwości przeciwwirusowych, interferony (głównie γ):

• nasilają cytotoksyczność

• wzmagają ekspresję cząsteczek MHC (I - wszystkie interferony, II - tylko γ), wzmagają fagocytozę, indukuje ekspresję innych cytokin (IL-1, -6, TNF)

• IFN- γ pobudza ekspresję indukowanej syntetazy tlenku azotu (iNOS)

• zwiększają syntezę antygenów związanych z nowotworem

• działanie antyproliferacyjne (są więć inhibitorami krwiotworzenia), stymuluja jednak różniocwanie komórek szeregu mieloidalnego w kierunku monocytów

Komórki NK

• stanowią średnio 10% limfocytów krwi obwodowej człowieka; 50% w wątrobie; 30% w płucach; większość z nich ma morfologię dużych ziarnistych limfocytów;

• CD2⁺ (również na limfocytach T) CD3^- (charakterystyczne dla limfocytów T) CD16⁺ (czyli FcγRIII; forma A charakterystyczna dla komórek NK, forma B dla neutrofili) CD56^+/- (zazwyczaj charakterystyczne dla NK)

• wyróżniono komórki NK1 (w pełni dojrzałe, powstałe pod wpływem IL-12, wydzielajace IFN-γ) i NK2 (nie w pełni dojrzałe, powstałe pod wpływem IL-4, wydzielające IL-13)

• ligandami dla receptorów komórek NK są cząsteczki MHC klasy I; wyróżniamy:

• receptory z nadrodziny cząsteczek immunoglobulinopodobnych (KIR → killer cell immunoglobulin-like receptors)

• przekazujące sygnał hamujący, występujące w wariantach z długim fragmentem cytoplazmatycznym z motywami ITIM: KIR2DL i KIR3DL (L - long)

• występujące w odmianie z krótkim fragmentem cytoplazmatycznym: KIR2DS i KIR3DS (S - short) mogą związać przezbłonowe białka adaptorowe zawierające sekwencje ITAM, wtedy przekazują sygnał aktywujacy

• receptory lektynowe - rozpoznające nieklasyczne cząsteczki MHC klasy I (Ib)

• CD94 - nie zawiera motywu ITIM i nie jest w stanie hamować aktywacji komórki NK, tworzy jednak heterodimer z receptorem NKG2

• NKG2A i B posiadają motyw ITIM → przekazują sygnał hamujący

• NKG2C → przekazuje sygnał aktywujący

• inne

• LFA-1 → reaguje z ICAM-1

• CD2 → reaguje z LFA-3

• CD244 → reaguje z CD48

• komórki NK zabijają poprzez wydzielanie perforyny, granzymów i granzuliny; aktywowane komórki NK (np. przez IL-2, -12, -15, -18, -21, IFN-α i -β) są znacznie efektywniejsze ze względu na wydzielane przez nie cytokiny: IL-3, -5, -8, GM-CSF, M-CSF, IFN, TNF; bezpośrednio hamująco na komórki NK wpływa PGE₂ a pośrednio (przez działanie antagonsityczne do IL-2) - TGFβ i również IFN-α i -β

• funkcja komórek NK

• udział w odporności przeciwnowotworowej - u chorych z ograniczonym procesem nowotworowym aktywność komórek NK jest porównywalna do aktywności komórek u osób zdrowych; u osób z przerzutami obserwuje się zmniejszoną aktywnośc, co jedank uznaje się za skutek choroby, a nie przyczynę

• udział w odporności przeciwzakaźnej - w trakcie zakażenia wirusowego (np. Herpes) obserwuje się zazwyczaj podwyższoną aktywność komórek NK; za napływ do narządu zakażonego wirusem odpowiadają chemokiny (np. MIP-1α); komórki zakażone niszczone są bezpośredino, ponadto poprzez wydzielany IFN-γ i TNF

• regulacja odpowiedzi immunologicznej i hematopoezy

• wpływają hamujaco na odpowiedź typu humoralnego (ograniczają proliferację limfocytów B, głównie przez wydzielany IFN-γ) i komórkowego (efekt cytotoksyczny wobec tymocytów; hamowanie proliferacji limfocytów T_c)

• na hematopoezę mogą wpływać pobudzająco (IL-3 i GM-CSF) lub hamująco (IFN-γ i TNF), zależnie od wpływu dodatkowych czynników

Komórki LAK (lymphokine activated killers) - komórki o morfologii komórek NK, uzyskiwane w warunkach doświadczalnych in vitro po stymulacji dużymi dawkami IL-2

Odporność w zakażeniach wirusowych

• wczesne, nieswoiste mechanizmy odpowiedzi przeciwwirusowej obejmują działanie dopełniacza, interferonu i komórek NK

• w miarę trwania zakażenia rolę zaczynają odgrywać przeciwciała „neutrailzujące”:

• klasy IgG → zapobiegaja zakażeniu innych komórek (fragment Fab wiąże się z antygenem wirusa, a fragmentem Fc wiąże się z receptorami na komórkach NK, makrofagach i innych, umożliwiając ADCC oraz niszczenie z udziałem dopełniacza)

• klasy IgA → działają na wirusy, dla których wrotami zakażenia są błony śluzowe

• najważniejszą rolę odgrywają limfocyty T_c

Odporność w zakażeniach bakteryjnych

• odpowiedź wobec bakterii namnażających się zewnątrzkomórkowo:

• nieswoista: aktywacja dopełniacza drogą alternatywną (bez udziału przeciwciał), opsonizacja i fagocytoza

• swoista: przeciwciała neutralizujące toksyny (IgG i IgA → kompleksy uprzątane następnie przez fagocyty) i aktywujace dopelniacz drogą klasyczną (IgG i IgM)

• odpowiedź wobec bakterii namnażających się wewnątrzkomórkowo:

• nieswoista: komórki NK pobudzane przez makrofagi i neutrofile (hamuje to rozprzestrzenianie się zakażenia, ale zazwyczaj nie prowadzi do jego eliminacji)

• swoista: współdziałanie makrofagow, limfocytów CD4+ (głównie T_h1) i CD8+

Odpowiedź przeciwgrzybicza

• nieswoista: neutrofile i makrofagi

• swoista: limfocyty CD4+ (zwłaszcza T_h1) i CD8+

Odpowiedź w zakażeniach pasożytniczych

• za podstawową zasade można przyjąć że w zwalczaniu pasożytów bytujących w krążeniu główna rolę odgrywa odpowiedź humoralna (np. stadium krwinkowe malarii), natomiast pasożyty wewnątrztkankowe są eliminowane z udziałem odpowiedzi komórkowej (np. stadium wątrobowe tejże samej choroby)

• z krwi pasożyty usuwane są głównie przez działanie NO (makrofagi wydzielają TNF, limfocyty wydzielają IFN-γ → wzrost ekspresji iNOS)

• w przewodzie pokarmowym pasożyty niszczone są przez opłaszczenie przez przeciwciała i degranulacje komórek tucznych; usuwane są przez zwiększenie motoryki jelit (mediatory wydzielane przez komórki tuczne) i stymulację komórek kubkowych do wydzielania śluzu (TNF i IL-1 wydzielane przez makrofagi)

• znaczenie rodzaju odpowiedzi na przykładzie leiszmaniozy:

• IL-12, IFN-γ, TNF → przewaga odpowiedzi komórkowej (T_h1) → aktywacja makrofagów i zniszczenie pasożytów w ich wnętrzu → choroba rozwija się w skórze

• IL-4 → zahamowanie wytwarzania IFN-γ → przewaga odpowiedzi humoralnej (T_h2) → brak aktywacji makrfagów → rozprzestrzenienie się choroby na caly organizm

Szczepionki

Szczepionką nazywamy produkt pochodzenia biologicznego zawierający substancje zdolne do indukcji określonych procesów immunologicznych warunkujących powstanie trwałej odporności bez wywołania działań toksycznych.

Celem wykonywania szczepień jest wyeliminowanie drobnoustroju ze środowiska, w którym jest człowiek i wytworzenie indywidualnej odporności.

W wyniku szczepienia dochodzi do aktywacji układu odpornościowego w podobny sposób jak w przypadku zakażenia. Następuje pobudzenie komórek układu, wytwarzanie cytokin i produkcja przeciwciał.

Najważniejszą rolę odgrywają tutaj komórki pamięci, które zapewniają szybką indukcję przeciwciał w kolejnych kontaktach z antygenem.

Dla większości opracowanych szczepionek znane są tak zwane zabezpieczające stężenia przeciwciał, czyli takie które chronią przed zakażeniem po kontakcie z przeciętna dawką zakażającą drobnoustroju. Zwiększenie dawki zakażającej lub upośledzenie czynności układu immunologicznego przez dodatkowe schorzenie, może mimo zabezpieczającego stężenia przeciwciał, doprowadzic do wystąpienia objawowego zakażenia.

Oprócz stężenia istotne jest: przynależnośc do podklasy, powinowactwo do antygenu, zdolnośc wiązania dopełniacza, obecnośc przeciwciał wydzielniczych klasy IgA w błonach śluzowych oraz prawidłowo funkcjonujące mechanizmy pamięci immunologicznej.

Rodzaje odpowiedzi poszczepiennych:

• pierwotna - początkowo IgM i IgA ( 5-10 dni) zanikają szybko, a w ich miejsce pojawiają się przeciwciała klasy IgG, które dłużej utrzymują się w organizmie i mają właściwości ochronne

• wtórna - znacznie szybsza reakcja organizmu ( proliferacja komórek produkujących głównie immunoglobuliny IgG, które mają duże powinowactwo do antygenu)

Szczepionki swoiste - indukcja trwałej i specyficznej odpowiedzi immunologicznej przeciw określonemu drobnoustrojowi:

• monowalentne - zawierają jeden gatunek lub typ drobnoustroju

• poliwalentne - zawierają kilka serotypów tego samego gatunku drobnoustroju ( grypa, pneumokoki, poliomyelitis)

• skojarzone - jednoczesne podawanie kilku antygenów może spowodowac wzajemne oddziaływania, konkurencje o receptory komórek immunokompetentnych, a także zwiększenie działań niepożadanych.

Szczepionki swoiste ( podział ze względu formę drobnoustroju)

• zawierające żywe lecz zmodyfikowane drobnoustroje ( bardzo immunogenne), np. dur brzuszny, gruźlica, odra, świnka, różyczka, ospa wietrzna, poliomyelitis Sabina

• zawierające uśmiercone chemicznie bądź termicznie drobnoustroje, np. cholera, dżuma, grypa, wąglik, wścieklizna, WZW-A

• zawierające oczyszczone produkty drobnoustrojów, np. antygeny powierzchniowe, inaktywowane toksyny; są to np.: błonica (anatoksyna), krztusiec, pneumokoki, tężec

• zawierające produkty inaktywowanego DNA np. WZW B

Szczepionki swoiste a odpowiedź immunologiczna:

1. zawierające żywe drobnoustroje :

• zwykle po podaniu pojedynczej dawki uzyskuje się trwała odpowiedź

• duża immunogennośc tych szczepionek jest związana z częściowym namnażaniem się żywych drobnoustrojów w organizmie, z zawartościa wielu antygenów stymulujących szeroki zakres odpowiedzi komórkowej i humoralnej

• prezentacja antygenów żywych drobnoustrojów, które namnażają się wewnątrz komórek, odbywa się poprzez kompleksy z cząsteczkami MHC klasy I, co pozwala na aktywację specyficznych dla genu cytotoksycznyh limfocytów T

• szczepionki zawierające inaktywowane drobnoustroje:

• wykazują mniejszą immunogennośc niż szczepionki zawierające żywe drobnoustroje

• wymagają podania większej dawek do uzyskania trwałej odporności

• inaktywacja drobnoustroju może zachodzic pod wpływem temperatury, związkow chemicznych i właściwości chemicznych

• szczepionki zawierające rekombinowane antygeny:

• nie zawierają zanieczyszczeń biologicznych i w ukierunkowany sposób stymulują odpowiedź immunologiczną

Szczepionki nieswoiste: Działają na nieswoiste mechanizmy obronne, prowadząc do zwiększenia miana przeciwciał typu IgA w wydzielinach błon śluzowych , aktywności fagocytarnej i wytwarzania interferonu gamma. Mogą także stymulowac wytwarzanie swoistych przeciwciał przeciwko antygenom bakteryjnym wchodzącym w skład preparatu.

• Autoszczepionki- są to zawiesiny inaktywowanych drobnoustrojów przygotowane na podstawie wyizolowanej od chorego flory bakteryjnej.

• Szczepionki antyidiotypowe

Konstrukcja tego typu szczepionek polega na wykorzystaniu przeciwciał monoklonalnych do wytworzenia przeciwciał antyidiotypowych o potwierdzonym działaniu ochronnym. Jeśli zostanie dobrany idiotyp, to swoiste przeciwciało antyidiotypowe zastępuje naturalny antygen i stymuluje powstanie odpowiedzi immunologicznej. Strategia ta jest wykorzystywana do produkcji szczepionek przeciw antygenom, które nie są dostępne na powierzchni komórki, na przykład przeciw endotoksynom uwalnianym z komórek już po zakażeniu, lub antygenom, które nie są dostatecznie immunogenne ( polisacharydy otoczkowe)

Plusy:

• Łatwośc produkcji dzięki dostępności przeciwciał monoklonalnych

• Czystośc uzyskiwanych produktów

• Brak ich toksycznosci

Ograniczeniem zaś jest mała immunogennośc idiotypów oraz trudnośc w zidentyfikowaniu właściwego przeciwciała antyidiotypwego na skutek heterogenności.

Układ odpornościowy błon śluzowych

• składa się z pojedynczych limfocytów oraz tkanki limfatycznej związanej z blonami śluzowymi (MALT), którego morfologiczną skladową stanowią skupiska grudek limfatycznych oraz grudki limfatyczne samotne; wyróżniamy:

• GALT - w jelitach

• miejscem indukcji odpowiedzi immunologicznej są przede wszystkim kępki Peyera, występujące w największej liczbie w jelicie krętym; można w nich wyróżnić:

• grudki limfatyczne zgrupowane poniżej blaszki mięśniowej błony śluzowej, będące skupiskiem limfocytów B (tworzą „czapeczki” od strony nabłonka)

• obszary międzygrudkowe, zasiedlane głównie przez limfocyty T

• kopuły utworzone przez tzw. nablonek towarzyszący grudkom, którego typową cechą jest porowatość błony podstawnej, skapa liczba komórek kubkowych oraz obecność komórek M, których podstawową rolą jest wychwytywanie makrocząsteczek i przenoszenie ich w głąb; proces ten ułatwiony jest dzięki obecności glikokalikus, a także temu, że S-IgA łatwiej przylegają do powierzchni komórek M, co ułatwia wychwyt związanych z nimi makrocząsteczek

• miejscem fazy efektorowej mogą być narządy których funkcja jest mniej lub bardziej związana z układem pokarmowym (w wyniku migracji limfocytów z krwią), przede wszystkim lokują się jednak w podstawach kosmków

• tkanki limfatycznej układu oddechowego → wydzielina pokrywająca nabłonek dróg oddechowych ma dwie warstwy: górną (śluzową) i dolną (surowiczą, zawierającą białka bakteriobójcze - lizozym, laktoferynę, wydzeilniczą fosfolipazę A₂, defensyny → głównie wytwarzana konstytutywnie HBD-1 i regulowana cytokinami HBD-2)

• NALT - w nosie i gardle → nagromadzenienie tkanki limfatycznej na skrzyżowaniu górnych dróg oddechowych i przewodu pokarmowego, określane jako pierścień Waldeyera (obejmuje migdalek gardłowy, językowy, migdały podniebienne i trąbkowe)

• BALT - w oskrzelach → w pęcherzykach płucnych dominują IgG, prawdopodobnie pochodzące z krążenia; istotną rolę obronną odgrywają kolektyny: białka surfaktantu A i D; w porównaniu z GALT tkanka limfatyczna błon sluzowych oskrzeli jest układem o większej autonomii - immunizacja dotchawicza nie prowadzi do wytworzenia ogólnej odporności

• tkankę limfatyczną gruczołów sutkowych (w mleku matki znajdują się oprócz IgG i S-IgA cytokiny takie jak: IFN-γ, TNF, IL-1 i -6 oraz duże ilości TGF-β), gruczołów łzowych, ślinianek oraz gruczołów układu moczowo-płciowego

• podstawową funkcją układu limfatycznego błon sluzowych jest wytwarzanie S-IgA, ponadto barierę tworzy mikrosorodowisko i składniki soków trawiennych oraz nabłonek cylindryczny z enterocytami, komórkami kubkowymi i leukocytami śródnablonkowymi

• wśród limfocytów śródnablonkowych w ogromnej większości są to limfocyty T CD8+, mimo że limfocyty T blaszki właściwej błony śluzowej to zazwyczaj limfcotyt T CD4+; leukocyty te spełniają funkcje regulacyjne, zapobiegając uogólnionej reakcji immunologicznej na antygeny pokarmowe, eliminuja niektóre mikroorganizmy i stymulują odnowę nabłonka)

• S-IgA

• kluczową rolę w przełączaniu klas w odniesieniu do IgA odgrywa TGF-β (limfocyty Th3), a proliferacja i różnicowanie limfocytów B podlega regulacji cytokin wydzielanych przez limfocyty T_h (przede wszystkim IL-5 i -6, a także IL-2 i IFN-γ)

• zawieraja połączone łańcuchem J dwie cząsteczki IgA oraz komponent wydzielniczy (SC, uczestniczący w transporcie dimerów przez nabłonek do światła danego narządu, a także chroniący go przed działaniem enzymów proteolitycznych); we krwi i płynie mozgowo-rdzeniowym dominują formy monomeryczne

• występują w dwóch podklasach:

• S-IgA1 → przeważa w jelicie czczym

• S-IgA2 → brak 13 aminokwasów w regionie zawiasowym zapobiega jego inaktywacji przez bakterie; przeważa w okrężnicy

Układ odpornościowy skóry

• podstawowe znaczenie ma warstwa zrogowaciała naskorka (ochrona przed czynnikami chemicznymi, fizycznymi), tkanka łączna skóry wlaściwej (ochrona przed urazami mechanicznymi), naczynia krwionośne i gruczoły (regulacja temperatury)

• najważniejsze komórki SALT to:

• komórki dendrytyczne (wykazują ekspresję CD34) - nideojrzałe formy wychwytują antygeny i ulegają aktywacji, w wyniku czego powstają dojrzale formy tych komórek (o zmniejszonej zdolności endocytozy, zwiększonej ekspresji cząsteczek MHC klasy II, ekspresją cząsteczek B7.1 i B7.2 oraz wytwarzające IL-12)

• komórki Langerhansa - ich morfologicznym znacznikiem są ziarna Birbecka; są szczególnie wrażliwe na promieniowanie UVB; po kontakcie z antygenem ulegają aktywacji i docierają do regionalnego węzła limfatycznego; w trakcie tej wędrówki zmieniają morfologię:

• w skórze właściwej - komórki nieokreślone (brak jeszcze ziaren Birbecka)

• w naczyniach limfatycznych doprowadzających - komórki welonowate (wykazują silną ekspresję dla fragmentu Fc IgG oraz HLA-DR)

• w strefie przykorowej węzła - komórki splatające się (duża ekspresja HLA-DR oraz antygenu RFD1)

• keratynocyty

• wykazano podobieństwo morfologiczne i czynnościowe między keratynocytami a tymocytami; keratynocyty wytwarzają substancje wpływające na różnicowanie limfocytów T, mogą również czynnie wpływać na przebieg reakcji immunologicznych w naskórku dzięki wytwarzaniu różnorodnych cytokin oddziałujących na limfocyty T:

• IL-1 - w przeciwieństwie do monocytów wytwarzających głównie IL-1β, keratynocyty wytwarzają głónie IL-1α; oprócz wielokierunkowego działania w reakcjach immunologicznych IL-1 odgrywa rolę w regulacji melanogenezy (pobudza uwalnianie αMSH i ACTH w OUN oraz wzmaga ekspresję dla αMSH w melanocytach)

• IL-6 - wydzielanie stymulowane przez IL-1; pobudza wydzielanie białek ostrej fazy oraz ma działanie przeciwnowotworowe

• IL-8 - ma znaczenie w patogenezie łuszczycy i alergicznego zapalenia skóry; w przeciwieństwie do IL-1 i -6 nie wywołuje gorączki i nie indukuje syntezy białek ostrej fazy; działa chemotaktycznie w stosunku do keratynocytów, więc ma znaczenie w procesie gojenia się ran

• IL-12 - ma kluczowe znaczenie w różniowaniu limfocytów Th1

• IL-18 - pobudza limfocyty Th1, komórki NK i w mniejszym stopniu Th2

• czynniki stymulujace tworzenie kolonii: GM-CSF, M-CSF, G-CSF

• TNF - silne działanie przeciwnowotworowe; transkrypcja genu jest wczesnym zjawiskiem po zadziałaniu np. promieniowania UV

• TGF-β i IL-10 - właściwości immunosupresyjnie (głównie wobec IFN-γ)

• keratynocyty wykazuja ekspresję cząsteczek MHC klasy I i FcγRIII, natomiast MHC klasy II nie występują na niepobudzonych keratynocytach

• limfocyty T mające TCRγδ (CD3⁺, CD4^-, CD8^-, CD45⁺, MHC klasy II^-) → pobudzane mitogenem wytwarzają IL-2; zwane są dendrytycznymi naskórkowymi limfocytami T (DETC); mogą brać udział w reakcjach naturalnej cytotoksyczności

• komórki śródbłonka naczyniowego

• inne: makrofagi, granulocyty, komórki tuczne, melanocyty

---