Układ odpornościowy (limfatyczny)

Jest to system, który potrafi za pomocą różnych mechanizmów zlokalizować szkodliwy czynnik (patogen), rozpoznać go jako „obcy" i unieszkodliwić

Nadaje on kręgowcom zdolność odpowiedzi odpornościowej, dzięki której zwalcza infekcje wirusów, bakterii i pierwotniaków, odrzuca obce przeszczepy tkankowe, a także przeciwstawia się rozwijającym się w jego obrębie nowotworom

Organizm nie dysponuje wiedzą na temat szkodliwości różnych czynników, dlatego wszystkie obce elementy traktuje jako szkodliwe

Układ odpornościowy może ulegać załamaniu, co prowadzi do:

-niedoboru immunologicznego

-chorób wywołanych nadwrażliwości

-chorób autoimmunizacyjnych

Podstawą układu odpornościowego jest rozróżnienie pomiędzy własnymi cząsteczkami i obcymi.

Dwa główne mechanizmy obrony:

•Nieswoista, wrodzona-dziedziczony mechanizm obrony, który chroni ciało przed obcymi patogenami.

•Swoista, nabyta chroni organizm przed patogenami

Mechanizmy odporności wrodzonej i nabytej przenikają się wzajemnie

Składniki układu odpornościowej

Tkanka limfoidalna -grasica, szpik kostny, śledziona, węzły chłonne

Białe ciałka i płytki krwi - we krwi i naczyniach krwionośnych i układzie limfatycznym.

Limfa- płyn gromadzący się na zewnątrz zamkniętego systemu limfatycznego.

Układ limfatyczny -system rozgałęzionych naczyń kapilarnych łączących większe naczynia limfatyczne, które łączą się z główną żyłą blisko serca.

Wzdłuż naczyń limfatycznych znajdują się węzły chłonne.

Węzły chłonne -zawierają różnorodne białe ciałka krwi.

•Białe ciałka krwi są bardzo ważne w obronie.

•Wszystkie komórki krwi powstają z komórki macierzystej szpiku

kostnego.

•Białe ciałka krwi (leukocyty) posiadają jądra i organella

•Czerwone ciałka krwi erytrocyty- są małe, nie posiadają jądra.

•Białe ciałka krwi mogą wydostać się na zewnątrz układu krążenia.

• Ilość białych ciałek krwi wzrasta w odpowiedzi na zakażenie patogenami.

Układ immunologiczny

Fagocyty niszczą patogeny. Możemy wyróżnić kilka typów fagocytów:

-neutrofile - atakują patogeny zakażonych tkanek

-monocyty, które dojrzewają do makrofagów - niszczą większą liczbę patogenów niż neutrofile. Monocyty gromadzą się w węzłach chłonnych, lub wędrują po organizmie.

-eozynofile -niszczą pasożyty

-komórki dendrytyczne - charakteryzują się bardzo pofałdowaną błoną komórkową, która wychwytuje patogeny wnikające do organizmu

Komórki cytotoksyczne NK ( natural killer cells) -rodzaj krwinek białych nie fagocytujących.

Nieswoista odpowiedź organizmu

Odpowiedź zapalna pojawia się w odpowiedzi na infekcję lub zniszczenie tkanki

•Mastocyty (komórki tuczne) i bazofile (rodzaj leukocytów) uwalniają histaminę, która wywołuje reakcję zapalną

• Histamina powoduje, że naczynia kapilarne stają się przepuszczalne dla fagocytów, które wędrują do tkanek.

•Fagocyty są przyciągane przez białka komplementu i inne chemiczne sygnały. Neutrofile przybywają pierwsze potem monocyty, które stają się makrofagami.

•Makrofagi pochłaniają czynniki szkodliwe i niszczą, są odpowiedzialne za większość uzdrowień.

•Wytwarzają Iiczne cytokiny, które przekazują sygnał do mózgu aby podnieść temperaturę Podwyższona temperatura hamuje wzrost bakterii i przyspiesza proces naprawy tkanek

Interakcja komórek i chemicznych sygnałów w reakcji zapalnej: 1.

2.

Związanie cząsteczki patogenu do receptora indukuje

transdukcję sygnału (Odpowiedź-nieswoista)

•Bakterie uaktywniają mechanizmy obronne organizmu

•Drogi przekazywania sygnału są łącznikiem pomiędzy sygnałem a odpowiedzią immunologiczną.

•Receptorem jest białko receptorowe toll

• Receptor toll jest częścią kaskady białek kinazowych, powoduje to transkrypcję co najmniej 40 genów, które są włączone w swoiste i nieswoiste mechanizmy obronne.

•Sygnał może pochodzić tylko od jednej bakterii

Cztery charakterystyczne cechy układu immunologicznego:

• 1. Swoistość : Antygeny- cząsteczki lub organizmy, które są swoiście rozpoznawane receptory limfocytów T i przeciwciała

♦ determinanty antygenowe (epitopy)- to miejsca na antygenie rozpoznawane przez system immunologiczny.

♦Każdy antygen ma kilka typowych różnorodnych antygenów

♦Organizm (gospodarz) wytwarza limfocyty T /lub przeciwciała, które są swoiste (specyficzne) dla antygenowych determinant

•2. Różnorodność : ludzki system immunologiczny może odróżnić i odpowiedzieć na 10 milionów różnych determinant antygenowych

•3. Rozróżnienie pomiędzy antygenami własnymi i obcymi

(nie własne). Każda komórka w naszym ciele zawiera olbrzymią liczbę antygenowych determinant, dlatego odróżnienie własnych antygenów od obcych jest tak ważne .

•4. Pamięć immunologiczna: układ immunologiczny pamięta raz rozpoznany patogen i przy ponownym spotkaniu go odpowiedź układu immunologicznego jest znacznie szybsza.

Istnieją dwa mechanizmy odpowiedzi immunologicznej: humoralna i komórkowa. Te dwa mechanizmy odpowiedzi współdziałają ze sobą.

Swoista odpowiedź organizmu

Odpowiedź humoralna- organizm produkuje przeciwciała, które rozpoznają determinanty antygenowe ze względu na kształt i skład.

•Część przeciwciał to białka rozpuszczalne, które krążą wraz z krwią i limfą po całym organizmie. Inne są białkami integralnymi błony komórkowej limfocytów B.

• Patogen (czynnik zakaźny) jest rozpoznany (determinanty antygenowe) i związany przez odpowiednie przeciwciała obecne na powierzchni kom. B.

•Związanie patogenu do komórek B, aktywuje limfocyty B do produkcji niezliczonej ilości kopii rozpuszczalnych przeciwciał o takiej samej swoistości jak przeciwciała błonowe.

Immunologiczna odpowiedź komórkowa - jest zdolna rozpoznać antygeny obecne wewnątrz komórek.

•Niszczy komórki zakażone wirusem lub zmutowane.

• uczestniczą głównie limfocyty T

•Komórki T zawierają receptory TCR, które rozpoznają i wiążą swoiste determinanty antygenowe.

Aby zrozumieć podstawy działania układu immunologicznego trzeba odpowiedzieć na kilka pytań.

•W jaki sposób powstaje tak olbrzymia różnorodność komórek B i T ?

•W jaki sposób powstają komórki T i B swoiście rozpoznające antygeny?

•Dlaczego przeciwciała i komórki T nie niszczą komórek własnego ciała?

•W jaki sposób można wyjaśnić pamięć immunologiczną?

Selekcja klonalna wyjaśnia większość tych kwestii

•Organizm zawiera wielką różnorodność kom. B i T, każda komórka jest swoista tylko dla jednego antygenu.

•liczba limfocytów B w zdrowym organizmie jest stosunkowo mała.

• Limfocyty B po zawiązaniu z antygenem aktywują, się. Limfocyty B I dzielą się i różnicują w komórki plazmatyczne (produkujące przeciwciała) i komórki pamięci.

• antygen jest czynnikiem selekcyjnym i aktywuje poszczególne komórki do produkcji przeciwciał.

Zaktywowane limfocyty (kom. B lub T) produkują dwa rodzaje komórek potomnych: komórki efektorowe i pamięci.

•Efektorowe komórki B- plazmocyty, produkują przeciwciała

• Efektorowe komórki T uwalniają cytokiny

•Komórki pamięci -pozostają w organizmie znacznie dłużej i zachowują zdolność do szybkich podziałów i produkcji więcej komórek efektorowych.

• Pierwotna odpowiedz immunologiczna -organizm po raz pierwszy zetknął się z antygenem

• Wtórna odpowiedź immunologiczna -organizm po raz drugi zetknął się z tym antygenem. Ta odpowiedź organizmu jest znacznie szybsza z powodu obecności komórek pamięci.

Szczepienia ochronne - praktyczne wykorzystanie komórek pamięci

Oporność organizmu można otrzymać poprzez szczepienia ochronne

(wprowadzenie antygenowych determinant do organizmu przetworzonych w taki

sposób aby wywoływały odpowiedź immunologiczną lecz nie wywoływały choroby).

Atenuacja (osłabienie)- redukcja toksyczności cząsteczki antygenu lub czynnika zakaźnego.

Biotechnologiczne wytworzenie fragmentów antygenu, które aktywują I limfocyty ale nie produkują szkodliwych dla organizmu toksyn.

Szczepionki DNA- wprowadzenie genu kodującego dany antygen do I organizmu.

Celem szczepień ochronnych jest zapoczątkowanie pierwotnej odpowiedzi immunologicznej i wytworzenie komórek pamięci, bez wywoływania choroby.

Znanych jest około 70 szczepionek przeciwko różnym patogenom .Szczepienia ochronne wyeliminowały wiele śmiertelnych chorób (dyfteryt, poli, ospa)

Organizm jest tolerancyjny dla własnych cząsteczek, czyli odróżnia antygeny własne od obcych.

Zaburzenie tego mechanizmu prowadzi do choroby autoimmunizacyjnej (mechanizmy odpowiedzi immunologicznej są skierowane przeciwko własnym tkankom).

Podstawą autotolerancji są dwa mechanizmy: klonalna delecja i anergia (unieczynnienie)

Delecja klonalna

.Delecja klonalna- eliminuje limfocyty B i T z układu immunologicznego w pewnym punkcie podczas różnicowania

•90% komórek B powstałych w szpiku kostnym jest usuwanych w wyniku tego procesu.

•Każda niedojrzała komórka B w szpiku kostnym, która mogłaby wywołać odpowiedź immunologiczną jest usuwana.

•Podobna selekcja komórek T zachodzi w grasicy.

•Eliminacja komórek zachodzi w wyniku apoptozy

Anergia klonalna- supresja (stłumienie) odpowiedzi immunologicznej.

Dojrzała komórka T aby zainicjować odpowiedź immunologiczna musi rozpoznać dwie cząsteczki: antygen na komórce a także cząsteczkę CD28 (sygnał kostymulujący).

Cząsteczka CD28 jest obecna na komórkach prezentujących antygen a także makrofagach i komórkach dendrytycznych wyścielających układ oddechowy i trawienny.

Tolerancja immunologiczna jest procesem nie w pełni zrozumiałym, lecz obserwowanym.

Ekspozycja płodu na antygeny przed urodzeniem, powoduje późniejszą tolerancję na te antygeny.

Ciągła ekspozycja jest konieczna aby utrzymać tolerancję. Utrata tolerancji prowadzi do powstania chorób autoimmunologicznych.

Komórki B: humoralna odpowiedź immunologiczna

•Komórki B są podstawowym składnikiem humoralnej odpowiedzi immunologicznej

•Komórki B po związaniu z antygenem różnicują się w komórki plazmatyczne (plazmocyty).

•Komórki pomocnicze T_H (T helper) wiążą się do tego samego antygenu, który jest prezentowany przez komórki prezentujące antygen (APC).

•Podział i różnicowanie komórek B jest stymulowane przez sygnały uwalniane z aktywowanych komórek T_H

•Zaktywowane komórki B przekształcają się w komórki plazmatyczne i komórki pamięci.

•Komórki plazmatyczne produkują przeciwciała (immunoglobiny) które unieszkodliwiają obce antygeny.

• Wszystkie przeciwciała zbudowane są z jednego lub kilku tetramerów składających się z czterech łańcuchów polipeptydowych.

•Tetramer zbudowany jest z dwóch identycznych łańcuchów lekkich (L)i dwóch ciężkich (H) połączonych razem mostkami disiarczkowymi

•W obydwu łańcuchach ciężkim i lekkim możemy wyróżnić region stały i region zmienny.

•Region stały determinuje klasę przeciwciała

Fagocytoza bakterii opłaszczonych przeciwciałem IgG

Komórki cytotoksyczne niszczą komórki zakażone wirusem.

GRASICA -DOJRZEWANIE T

SZPIK KOSTNY: PRODUKCJA KOMÓREK

WYTWARZANIE I DOJRZEWANIE LIMFOCYTÓW B I -T, Mf i APC

---