Naczynia limfatyczne - cecha charakterystyczna - przepływ limfy w jednym kierunku. Rozpoczynają się w przestrzeniach łącznotkankowych szczelinami limfatycznymi. Główna funkcja - odzyskiwanie płynu przechodzącego z naczyń włosowatych do tkanki łącznej.

Naczynia limfatyczne włosowate - śródbłonek z komórek endotelialnych, otoczony włóknami kolagenowymi i substancją podstawową. Brak błony podstawnej lub bardzo słabo rozwinięta (przeciwieństwo do naczyń włosowatych krwionośnych). Najliczniej w tkance łącznej pod powierzchnią ciała. W większych, zbiorczych naczyniach typowa budowa 3-warstwowa, jak w żyłach.

Rola

• w krążeniu limfocytów

• w zjawisku recyrkulacji

Żyłki pozawłośniczkowe węzłów chłonnych i kępek Peyera cechują się szczególnie wysokim śródbłonkiem - jest to HEV - high endothelial venules. Tutaj wysoce swoiste rozpoznawanie i przyleganie niektórych subpopulacji limfocytów do HEV, uzależnione od występowania receptorów na limfocytach i determinant HEV. Limfocyty przylegają do śródbłonka, przechodzą przez ścianę naczyń i wnikają do narządów limfatycznych. W śledzionie HEV nie występuje.

Komórki układu immunologicznego

• limfocyty

• komórki dendrytyczne - APC (Antigen Presenting Cells)

• układ jednojądrzastych komórek fagocytujących (makrofagi)

Komórki dendrytyczne - APC

Występują w zrębie grudek chłonnych - w całym układzie. Zwane też komórkami splatającymi się. Liczne, drzewiasto rozgałęzione wypustki cytoplazmatyczne. Należą do nich m. innymi komórki Langerhansa naskórka. Nie mają właściwości fagocytów. Wiążą na swej powierzchni antygeny i prezentują je komórkom immunologicznie kompetentnym.

• wiązanie antygenu długotrwałe (brak fagocytozy)

• wiązanie ma charakter prezentacji, na powierzchni komórek występują także antygeny zgodności tkankowej, stąd łatwe rozpoznawanie obcych antygenów przez komórki immunologicznie kompetentne, co warunkuje wystąpienie reakcji immunologicznej.

Mogą posiadać ziarnistości Birbecka.

Układ limfatyczny

A - narządy ośrodkowe

• szpik kostny lub torebka fabrycjusza

• grasica

B - narządy obwodowe

• węzły chłonne

• migdałki

• śledziona

• utkanie limfatyczne przewodu pokarmowego

Szpik kostny

Rodzaje

• łącznotkankowo - naczyniowy

• limfatyczny

• czerwony

• żółty

• galaretowaty

Szpik kostny czerwony

• przestrzeń naczyniowa

• przestrzeń hemopoetyczna - komórki hemopoetyczne

Naczynia - przez nie następuje wymiana komórek między szpikiem i krążeniem. Naczynia włosowate typu zatokowego. W ścianie zatok często przechodzące przez nią elementy krwionośne. Budowa - śródbłonek, błona podstawna (niekiedy jej brak) i delikatna przydanka. Bardzo cienki śródbłonek, niekiedy wyłącznie on - zależy to od stopnia hematopoezy. Przydanka - komórki podobne do endotelialnych, charakteryzują się fagocytozą.

Wpływ erytropoetyny - komórki przydanki ulegają zastępowaniu przez komórki hemopoetyczne. Następuje obkurczenie komórek przydanki i scieńczenie całej ściany.

Dziennie przez barierę szpikową przechodzi:

Erytrocyty - 2 x 10¹¹

Granulocyty - 1 x 10¹⁰

Płytki krwi - 4 x 10¹¹

Wybiórcze przechodzenie komórek krwi przez barierę - tylko elementy dojrzałe oraz wypustki megakariocytów.

Przestrzeń hemopoetyczna - zrąb tworzy tkanka łączna siateczkowata - jej komórki indukują hematopoezę poprzez wydzielanie czynników różnicowania i wzrostu - bezpośrednia interakcja komórkowa. Duża ilość tkanki tłuszczowej żółtej oraz komórki hemopoetyczne. Megakariocyty - nad otworami w śródbłonki. Erytropoeza przy naczyniach, do naczyń biegun cytoplazmatyczny normoblastu. Granulopoeza - w dalszej odległości od naczyń - ruch pełzakowaty.

Czynność szpiku kostnego

• hemopoeza (hematopoeza)

• hemaoklazja - niszczenie elementów krwi

• rola mononuklearnego systemu fagocytów

• immunologiczna

• tworzenie kości (osteoblasty i osteoklasty)

• ogólne funkcje tkanki łącznej

GRASICA

Zbudowana z dwóch płatów połączonych cieśnią. Otoczona torebką łącznotkankową, która wnika w kierunku rdzenia w postaci przegród rozdzielając część korową na pseudopłaciki (zraziki), które posiadają wspólny rdzeń.

Zrąb narządu tworzą komórki nabłonkowe, wywodzące się z endo- i ektodermy. Komórki nabłonkowe uległy charakterystycznym przekształceniom morfologicznym, ale posiadają charakterystyczne cechy wspólne dla komórek nabłonkowych:

• łączą się za pomocą desmosomów

• posiadają wiązki tonofilamentów

• do ich powierzchni przylegają fragmenty błony podstawnej

Komórki nabłonkowe kory i rdzenia różnią się morfologicznie, antygenowo i w pełnionej funkcji.

Kora - na powierzchni narządu, wokółnaczyniowo i wzdłuż przegród łącznotkankowych występują komórki rozpłaszczone, które na całej powierzchni kontaktującej się z tkanką łączną posiadają błonę podstawną, z którą łączą się za pomocą półdesmosomów.

W warunkach in vitro komórki nabłonkowe zamykają grupy tymocytów i można je uwolnić z narządu na drodze enzymatycznej dysocjacji grasic w postaci kompleksów - tzw. thymic nurse cells (komórki opiekuńcze grasicy).

Rdzeń - komórki nabłonkowe produkują niektóre z peptydów zawartych we frakcji V tymozyny. W rdzeniu obok nich występują również komórki nabłonkowe wykazujące szereg cech ultrastrukturalnych jak i histochemicznych wspólnych z keratynocytami. Leżą one w charakterystycznych skupieniach, okółkowo, często zwinięte izocentrycznie tworząc struktury zwane ciałkami Hassala.

Obserwuje się różne „stadia” ciałek

• powstające, czyli „progresywne”, w których komórki bogate są w ziarnistości, często w bliskim kontakcie z błoną komórkową;

• ciałka recesywne, w obrębie których wykazano ciałka keratochialiny, a część komórek wykazyje cechy degeneracji; są to struktury dynamiczne, tworzą się, przebudowują się w ciągu całego życia osobniczego - funkcja nieznana.

Pomiędzy komórkami rdzenia rozproszone są tymocyty, które często łączą się z tymi komórkami za pomocą wypustek (można je izolować jako rozetki).

Obok komórek zrębu nabłonkowego stałym elementem są komórki nielimfoidalne pochodzenia mezenchymatycznego - makrofagi i komórki palczaste (interdigitating cells - zaliczają je obok kom. Langerhansa do grupy komórek dendrytycznych). Oba typy pełnią funkcję w indukcji dojrzewania tymocytów lub/oraz w selekcji tych komórek.

Główną funkcją grasicy jest wytwarzanie mikrośrodowiska dla kolonizujących ją pretymocytów. Komórki te w wyniku kontaktu i interakcji z komórkami parenchymy (nabłonkowymi i mezenchymatycznymi) dojrzewają i różnicują się funkcjonalnie na 3 główne populacje pomocnicze (helper), cytotoksyczne (cytoxie) i supersorowe (supersor), nabywają tolerancji na własne antygeny (self tolerance). W trakcie dojrzewania następuje ekspresja antygenów różnicowania oraz receptora na antygen. Obok dojrzewania istnieje mechanizm selekcji i eliminacji tymocytów.

Histofizjologia grasicy

Tymektomia (usunięcie grasicy) u noworodków wywołuje atrofię innych narządów limfatycznych i spadek limfocytów we krwi. Odpowiedzialna jest ona za różnicowanie limfocytów T. Komórki prekursorowe pochodzą ze szpiku, różnicują się w grasicy w limfocyty T, z krwią do innych narządów limfatycznych - strefy grasiczozależne w węzłach chłonnych i śledzionie.

Tymektomia u noworodków

• nie powstają limfocyty T

• nie wykształcają się strefy grasiczozależne

• nie następuje odrzucenie przeszczepów tkankowych lub narządowych

• wielonarządowa infekcja i śmierć

Limfocyty B nie zmienione, reagują na niektóre antygeny produkując przeciwciała. Jednak niektóre antygeny wymagają limfocytów T i B do produkcji przeciwciał. Te nie wywołują odpowiedzi u tymektomizowanych zwierząt - są to antygeny zależne od grasicy.

Tymozyna - hormon białkowy produkowany przez komórki nabłonkowe. Wpływa na różnicowanie limfocytów T oraz na utrzymanie układu limfatycznego obwodowego (działanie troficzne). Składa się ona z mieszaniny małych polipeptydów - polipeptyd β-1, tymozyna α - 1, protymozyna α, paratymozyna, tymozyna β-4. Faktycznie żaden z tych peptydów nie pochodzi z grasicy.

Przeszczepy

• autograficzne - z tego samego osobnika

• izograficzne - z bliźniaków jednojajowych

• homograficzne lub allograficzne - z tego samego gatunku

• heterograficzne lub ksenograficzne - z innych gatunków.

Układ limfatyczny

Składa się ze swobodnie migrujących limfocytów (poza miejscami immunologicznie uprzywilejowanymi: soczewka, rogówka oka, chrząstka) z limfocytów zasiedlających tkankę łączną siateczkowatą w postaci:

- Rozproszonej

- Grudek chłonnych pierwotnych (jednorodnie ciemno zabarwionych) i wtórnych (z jasnym ośrodkiem rozmnażania w centrum i ciemniejszym „mankietem”). Grudki wtórne są morfologicznym wykładnikiem namnażania się limfocytów B w trakcie wtórnej reakcji immunologicznej. Poza limfoblastami B, bogatszymi od limfocytów w cytoplazmę, z jądrem komórkowym o luźniejszej chromatynie, spotyka się makrofagi i komórki dendrytyczne o długich wypustkach, kontaktujących się z limfocytami. Komórki te barwią się słabiej niż limfocyty, mają jądra z bardziej ubogą chromatyną, bogatszą cytoplazmę.

Głównymi miejscami występowania grudek chłonnych są narządy limfatyczne: grasica, śledziona, migdałki, węzły chłonne. Są one jednak obecne również w ścianach dróg oddechowych i przewodu pokarmowego (kępki Peyera).

Grudka chłonna

0,2 - 1 mm średnicy. Zrąb utworzony z tkanki łącznej siateczkowej oraz włókien retikulinowych. W mikroskopie elektronowym sieć utworzona jest z rozgałęzionych komórek śródbłonka. Sieć ta jest gęstsza w obrębie właściwego zrębu, luźniejsza w zatokach chłonnych. Komórki te syntetyzują włókna retikulinowe. W oczkach siateczki występują limfocyty, głównie limfocyty B, a także komórki dendrytyczne.

W grudkach chłonnych może występować centrum (ośrodek) rozmnażania - jaśniej barwiące się komórki z uwagi na większą ilość cytoplazmy w immunoblastach. Ośrodek ten występuje w grudkach eksponowanych na antygen i są one miejscem powstawania komórek pamięci B oraz komórek plazmatycznych (poprzez etap immunoblastu). Na obwodzie takich grudek występuje pas zagęszczenia, w nim migrujące z grudki małe limfocyty. Stąd podział grudek chłonnych na:

• pierwotne grudki chłonne, bez centrum rozmnażania

• grudki chłonne wtórne, z centrum rozmnażania.

WĘZŁY CHŁONNE

Małe otorbione struktury o kształcie nerkowatym (fasoli), o różnej wielkości. Ułożone w linii wzdłuż przebiegu naczyń limfatycznych. Cała limfa z narządów przechodzi przynajmniej przez jeden węzeł chłonny przed wejściem do krążenia, jest to przepływ jednokierunkowy. Działają jako filtry usuwające bakterie i inne obce substancje. Rozrzucone w całym ciele, ale najliczniejsze w okolicy szyi, dole pachowym, dole biodrowym, wzdłuż dużych naczyń, w jamach ciała.

Ich miąższ utworzony jest z limfocytów T i B, komórek prezentujących antygen oraz makrofagów. Komórki limfatyczne reagują na obecność antygenu uruchamiając odpowiedź immunologiczną prowadzącą do fagocytozy przez makrofagi bakterii oraz innych drobnoustrojów, które przedostały się do węzła drogą limfy.

W węźle: wnęka oraz powierzchnia wypukła.

• aferentne naczynia limfatyczne - dochodzą do powierzchni wypukłej, posiadają zastawki.

• eferentne naczynia limfatyczne - odchodzą od wnęki, także posiadają zastawki. We wnęce tętnica i żyła węzła oraz towarzyszące nerwy.

Węzeł chłonny otoczony jest torebką łącznotkankową utworzoną z tkanki łącznej włóknistej, w skład torebki wchodzą także komórki mięśniowe gładkie. Od niej wnikają do wnętrza beleczki łącznotkankowe.

W węźle chłonnym wyróżniamy trzy okolice:

• korę

• strefę przykorową, zwaną parakorą, inaczej korą głęboką lub korą dyfuzyjną

• rdzeń

W korze wyróżniamy:

• beleczki łącznotkankowe, zwane także beleczkami promienistymi

• przestrzenie pomiędzy dwoma beleczkami zwane niszami

• w niszach zlokalizowane są grudki chłonne pierwotne oraz wtórne

• pomiędzy grudką a torebką - zatoka brzeżna, pomiędzy grudką a beleczką promienistą zatoka promienista

Zatoki węzła chłonnego to nieregularne przestrzenie, w których znajdują się komórki siateczki, będące zmodyfikowanymi komórkami śródbłonkowymi, im towarzyszą makrofagi; przez zatoki przebiegają włókna retikulinowe.

Rdzeń węzła chłonnego utworzony jest przez 3 wzajemnie przeplatające się sieci:

• beleczki rdzenne, będące przedłużeniem beleczek promienistych

• zatoki rdzenne, będące przedłużeniem zatok promienistych

• sznury rdzenne, będące przedłużeniem pasów zagęszczenia

Strefa przykorowa (kora dyfuzyjna)

Występuje pomiędzy korą a rdzeniem, głównie zawiera limfocyty T, jest więc strefą grasiczo - zależną. Do tej okolicy wędrują komórki prezentujące antygen i prezentują go w kompleksie z MHC II komórkom T pomocniczym (helperowym). Aktywacja tych komórek prowadzi do ich proliferacji. Nowopowstałe limfocyty T migrują do zatok rdzennych, opuszczają węzeł i osiągają miejsca, w których występują antygeny.

W strefie przykorowej występują żyłki z wysokim śródbłonkiem - HEV (high endothelial venules). W tych miejscach limfocyty opuszczają łożysko naczyniowe i wnikają do węzła. Limfocyty B migrują do kory, limfocyty T pozostają w strefie przykorowej. Proces ten mediowany jest przez selektyny, umożliwiające kontakt limfocytów z HEV. W kontakcie z komórkami HEV selektyny zostają aktywowane i limfocyty zatrzymują się na HEV, stąd diapedeza do miąższu węzła.

Rdzeń węzła chłonnego - w nim limfocyty, komórki plazmatyczne i makrofagi, komórki siateczki i włókna retikulinowe.

U człowieka węzły chłonne pojawiają się w 3 miesiącu życia płodowego jako woreczki limfatyczne.

Histofizjologia węzłów chłonnych

W węźle chłonnym przepływ limfy ulega redukcji, co ułatwia fagocytozę przez makrofagi - na tej drodze eliminacja do 99% obcych cząsteczek.

Węzły chłonne to także ośrodki rozpoznania antygenowego, ponieważ APC (antigen presenting cells) - komórki prezentujące antygen po kontakcie z antygenem migrują do najbliższego węzła chłonnego i prezentują go limfocytom. Również antygeny obecne w chłonce kontaktują się z APC obecnymi w węźle. Po rozpoznaniu antygenu następuje aktywacja limfocytów B, które migrują do pierwotnych grudek chłonnych i proliferują, zamieniając je w grudki chłonne wtórne. Różnicują się one w komórki B pamięci oraz w komórki plazmatyczne, oba typy opuszczają korę i tworzą sznury rdzenne. Około 10% nowopowstałych komórek plazmatycznych pozostaje w rdzeniu węzła chłonnego wytwarzając immunoglobuliny. Pozostałe wnikają do zatok i migrują do szpiku kostnego, gdzie pozostają aż do swojej śmierci. Mała ilość komórek B pamięci pozostaje w węźle, inne przechodzą do wtórnych narządów limfatycznych, co warunkuje szybką, wtórną odpowiedź immunologiczną.

ŚLEDZIONA

Największy narząd limfopoetyczny w organizmie, położony śródotrzewnowo.

Otoczony torebką łącznotkankową, z pojedynczymi komórkami mięśniowymi gładkimi. Od torebki odchodzą beleczki wnikające w miąższ narządu. Zrąb miąższu śledziony utworzony Jest przez tkankę łączną siateczkową. Większość miąższu jest czerwona, z powodu zawartości dużej ilości krwi. Ta część zwana jest miazgą czerwoną śledziony. Miazga czerwona otacza miazgę białą śledziony, która utworzona jest przez grudki limfatyczne.

Unaczynienie śledziony

Tętnica śledzionowa rozgałęzia się na tętnice beleczkowe, biegnące w beleczkach śledzionowych. Z beleczek przechodzą do miazgi białej, mają wtedy około 0,2 mm średnicy. Przydanka tych naczyń ulega rozluźnieniu i tam osiedlają się limfocyty tworzące okołonaczyniowe osłonki limfatyczne - PALS (periarterial lymphatic sheat). Ponieważ tętnica zajmuje środek PALS, zwana jest ona tętnicą centralną. Stopniowo zmniejsza ona swą średnicę, wychodząc z PALS dzieli się na szereg tętnic pędzelkowych, które wnikają do miazgi czerwonej.

Tętnice pędzelkowe mają trzy odcinki, którymi kolejno są:

• tetniczka miazgi,

• tetniczka z elipsoidalną osłonką Schweigger-Seidla, utworzoną przez makrofagi, w tych miejscach błona podstawna może nie występować, komórki przylegają do śródbłonka - wybitna zdolność do fagocytozy,

• tetniczka końcowa. Te ostatnie dochodzą bądź to do zatok śledzionowych (krążenie zamknięte), bądź też - jeszcze przed przejściem w zatokę śledzionową - otwierają się bezpośrednio do miazgi czerwonej (krążenie otwarte). U ludzi większość zakończeń występuje w przestrzeniach naczyniowych strefy brzeżnej i sznurach śledzionowych, tylko nieliczne otwierają się do zatok. Z zatok śledzionowych powstają żyły miazgi, z nich żyły beleczkowe.

Miazga biała i strefa brzeżna

Jej struktura ściśle powiązana z tętnicą środkową. Otoczona jest ona przez PALS, w której występują głównie limfocyty T (strefa grasiczo-zależna). Przy nich często grudki limfatyczne, zwane ciałkami Malpighiego - jest to miazga biała obwodowa (PWP -peripheral white pulp), w której występują limfocyty B. Miazga biała otoczona jest około 0,1 mm pasem strefy brzeżnej, w niej występują limfocyty T i B, komórki plazmatyczne, komórki dendrytyczne (APC) oraz liczne makrofagi. W niej także liczne zakończenia tętnicze - często dochodzące od strony miazgi czerwonej, przechodzące w zatoki śledzionowe. W śródbłonku zatok pomiędzy komórkami występują wolne przestrzenie o rozmiarach 2-3 um.

W strefie brzeżnej:

• APS (komórki dendrytyezne) mają kontakt z antygenami w krwi

• makrofagi mogą fagocytować bakterie,

• pula krążących limfocytów T i B może opuszczać krążenie i osiadać w miazdze białej, limfocyty kontaktują się komórkami APS. co zapoczątkowuje odpowiedź immunologiczna w miazdze białej.

Miazga czerwona

Miazga czerwona śledziony utworzona jest z:

• zatok śledzionowych

• sznurów śledzionowych Billrotha, czyli miazgi czerwonej właściwej.

Zatoki śledzionowe tworzą długie kanały, o średnicy 35-40 um. Wysłane śródbłonkiem nieciągłym, podobnie błona podstawna jest nieciągła. Jądra komórek śródbłonka sterczą do światła zatoki, stąd komórki śródbłonka nazywamy komórkami pręcikowymi. Zatoki śledzionowe otoczone są okrężnymi włóknami retikulinowymi, zwanymi pierścieniami Henlego, które zachowują ciągłość z takimiż włóknami sznurów śledzionowych.

Zrąb sznurów śledzionowych stanowi tkanka łączna siateczkowa oraz włókna retikulinowe, łączą się one ze sobą pomiędzy zatokami, łączą się ze strefą brzeżną. W oczkach tej sieci elementy krwi, szczególnie liczne erytrocyty oraz makrofagi, a także komórki plazmatyczne. W tym przedziale mogą także występować komórki hemopoetyczne (tak jak w życiu wewnątrzmacicznym).

Histoflzjologia

• filtracja krwi - osłonka Schweigger-Seidla - usuwanie obcych cząsteczek, stare erytrocyty tracą swą elastyczność oraz kwas sialowy z powierzchni, nie przechodzą do sznurów śledzionowych, a są fagocytowane przez makrofagi. Następuje w nich katabolizm do hemu i globiny, która rozkładana jest do aminokwasów. Jony Fe+++ w kompleksie z transferyną przenoszone są do szpiku kostnego i wykorzystywane w erytropoezie, podczas gdy hem ulega przekształceniu do bilirubiny i jest wydzielany w żółci.

• limfopoeza - miazga biała

• eliminacja lub inaktywacja antygenów

• magazynowanie krwi (u człowieka nie), ale u ludzi aż 25% płytek krwi magazynowana jest w śledzionie,

• produkcja przeciwciał hemopoeza w życiu wewnątrzmacicznym

Rozproszony system limfatyczny

Utworzony przez nie otorbione zgrupowania limfocytów i grudki limfatyczne w śluzówce przewodu pokarmowego, dróg oddechowych oraz układu moczowego. Określa się go mianem MALT (mucosa-associated lymphoid tissue). W jego skład wchodzą:

• GALT (gut-associated lymphoid tissue), występuje w śluzówce jelit - w jelicie grubym kępki Peyera utworzone z limfocytów B, na obwodzie tylko limfocyty T, w tych okolicach nabłonek utworzony jest przez komórki M. Wychwytują one antygeny ze światła i prezentują limfocytom.

• BALT (bronchus-associated lymphoid tissue), występuje w śluzówce oskrzeli, nad nimi także komórki M.

Migdałki

Skupienia niekompletnie otoczonej torebką łącznotkankową tkanki limfatycznej, leżącej pod nabłonkiem przewodu pokarmowego, jednakże są w kontakcie z tym nabłonkiem.

Migdałki podniebienne: liczne grudki limfatyczne, głównie wtórne, pokryte nabłonkiem wielowarstwowym płaskim, w nim 10-12 zagłębień - krypty.

Migdałek gardłowy: pokryty nabłonkiem wielorzedowym migawkowym. Nie ma krypt.

Migdałki językowe: u nasady języka, liczne, małe skupienia tkanki limfatycznej Pokryte nabłonkiem wielowarstwowym płaskim. Każdy ma pojedyncza kryptę.

UKŁAD IMMUNOLOGICZNY

Ogólna charakterystyka układu immunologicznego Wykazuje 4 szczególne właściwości:

• specyficzność,

• różnorodność

• pamięć

• rozpoznawanie antygenów swoich od obcych.

Za te właściwości odpowiedzialne są limfocyty B i T. One, wraz z komórkami prezentującymi antygen (APC) inicjują i biorą udział w odpowiedzi immunologicznej. Komunikują się one między sobą poprzez cząsteczki białkowe zwane cytokinami, które są uwalniane w odpowiedzi na zadziałanie antygenu.

Rozpoznanie obcej substancji inicjuje sekwencje reakcji, w wyniku których:

• produkowane są przeciwciała, czyli immunoglobuliny, które wiążą obcy antygen - jest to odpowiedź immunologiczna humoralna

• następuje indukcja grupy komórek, które specjalizują się w uśmiercaniu komórek obcych lub zmienionych komórek własnych, przykładowo nowotworowych - jest to odpowiedź immunologiczna komórkowa.

Wszystkie 3 typy komórek stanowiących komponentę funkcjonalną układu immunologicznego - limfocyty T, limfocyty B, komórki prezentujące antygen (APS) - powstają w szpiku kostnym. Limfocyty B uzyskują immunokompetencję w szpiku kostnym, natomiast limfocyty T w grasicy. Po uzyskaniu immunokompetencji migrują one do narządów limfatycznych obwodowych.

Immunogeny i antygeny

Obce struktury, które mogą wywoływać odpowiedź immunologiczną u gospodarza to immunogeny Antygen to cząsteczka, która może reagować z przeciwciałem, i to niezależnie od jej zdolności do wywoływania odpowiedzi immunologicznej.

Fragment antygenu, który reaguje z przeciwciałem to epitop, inaczej determinanta antygenowa. Epitop to mały fragment, składający się z 4-6 hydrofilnych aminokwasów lub cukrowców. Duże obce cząstki, np. bakterie, posiadają kilka lub kilkanaście epitopów. Stąd odpowiedzi immunologiczne dzielą się na:

• poliklonalne

• oligoklonalne

• monoklonalne

Selekcja klonowa i ekspansja klonowa

System immunologiczny może rozpoznawać i zwalczać zdumiewającą liczbę różnych antygenów - miliony antygenów. Ta właściwość zależna jest od powstawania w życiu płodowym wielkiej liczby klonów limfocytów, co powstaje w wyniku rearanżacji genów kodujących immunoglobuliny lub receptory limfocytów T. Wszystkie komórki danego klonu posiadają identyczne markery powierzchowne i mogą reagować ze specyficznym antygenem nawet wtedy, gdy nie były one eksponowane na ten antygen. System immunologiczny utworzony jest więc z milionów klonów komórkowych. In vitro tylko około 0,01% limfocytów reaguje z poszczególnym antygenem. Można te komórki usunąć - brak wtedy reakcji immunologicznej, ale jest ona zachowana w stosunku do innych antygenów.

Białka powierzchowne umożliwiające limfocytom reakcję z antygenami to:

• w przypadku limfocytów B - przeciwciała związane z błonami,

• w przypadku limfocytów T - receptory powierzchowne.

Obie grupy posiadają różną strukturę, funkcjonalnie pełnią podobne role.

Pierwszy kontakt z antygenem prowadzi do odpowiedzi stosunkowo wolnej i niezbyt intensywnie wyrażonej - jest to pierwotna odpowiedź immunologiczna. Kolejne ekspozycje na antygen prowadzą do szybkiej i intensywnej odpowiedzi immunologicznej wtórnej. Uwarunkowane jest to pamięcią immunologiczną.

Przed ekspozycją na antygen zarówno limfocyty B jak i T są komórkami dziewiczymi. Po kontakcie z antygenem one proliferują i powstają z nich komórki aktywowane, czyli komórki efektorowe oraz komórki pamięci. Komórki efektorowe pochodzące z limfocytów B to wytwarzające immunoglobuliny komórki plazmatyczne. Komórki efektorowe pochodzące z limfocytów T wydzielają cytokiny lub niszczą komórki obce albo zmienione komórki własne. Komórki pamięci nie są bezpośrednio zaangażowane w odpowiedź

immunologiczną, w czasie której powstają. Żyją one miesiące lub lata i posiadają większe powinowactwo do antygenów aniżeli komórki dziewicze. Ponadto powstawanie komórek pamięci po pierwszej ekspozycji na antygen zwiększa liczbę komórek danego klonu — jest to ekspansja klonowa.

Tolerancja immunologiczna

System immunologiczny rozpoznaje swoje (własne) makrocząsteczki i nie wytwarza przeciw nim odpowiedzi immunologicznej jest to tolerancja immunologiczna. Mechanizm tolerancji immunologicznej polega na uśmiercaniu lub unieczynnianiu komórek, które reagowałyby z własnymi antygenami. Dokonuje się to w czasie życia wewnątrzmacicznego. Jeśli w tym okresie limfocyt styka się z substancja, na którą ma reagować, jest on uśmiercany i nie powstaje wtedy dany klon - jest to delecja klonowa, lub jest on unieczynniany i nie może wytworzyć reakcji immunologicznej - jest to anergia klonowa. Tak wiec organizm uczy się tolerować własne antygeny - nie jest to mechanizm zakodowany genetycznie.

Zaburzenia tolerancji prowadzą do chorób autoimmunologicznych.

Tolerancja immunologiczna na obce antygeny może być indukowana u dorosłych osobników - to zjawisko wykorzystuje się do leczenia. Osiąga się to podawaniem antygenu:

1.albo w bardzo wysokiej dawce,

2.albo w wielokrotnych małych dawkach,

3.albo wraz ze środkiem immunosupresyjnym

Immunoglobuliny

Immunoglobuliny, czyli przeciwciała, to glikoproteiny inaktywujące antygeny, włączając w to wirusy, oraz odpowiedzialne za wystąpienie odpowiedzi pozakomórkowej przeciw mikroorganizmom, które wniknęły do organizmu. Ta odpowiedź może polegać na indukcji fagocytozy przez makrofagi lub neutrofiie w tkance łącznej lub na aktywacji układu dopełniacza. W tym ostatnim przypadku dochodzi do powstania kompleksu litycznego uśmiercającego obcą komórkę.

Immunoglobuliny wytwarzane są w dużej ilości przez komórki plazmatyczne, które poprzez etap immunoblastów różnicują się z limfocytów B. Wydzielane są one do chłonki oraz krwi. Małe ilości immunoglobulin produkowane są przez limfocyty B i wbudowywane w ich błonę komórkową - są to immunoglobuliny powierzchniowe.

Cząsteczka przeciwciała posiada kształt litery Y i utworzona jest z dwóch identycznych łańcuchów ciężkich (55-70 kDa), które są dłuższe oraz 2 krótszych identycznych łańcuchów lekkich (25 kDa), które z łańcuchem ciężkim łączą się w "ramionach" litery Y. W zagięciach cząsteczki mogą zmieniać swoją odległość (kąt). Koniec dystalny ramion - ostatnie 4 aminokwasy - to okolica odpowiedzialna za wiązanie się z epitopem. Tak więc każda cząsteczka przeciwciała może wiązać 2 epitopy.

Po trawieniu papainą następuje rozszczepienie cząsteczki przeciwciała na 1 fragment Fc (cristalisation) utworzony z wspólnego ramienia litery Y, czyli tylko fragmentów łańcuchów ciężkich, oraz dwa fragmenty Fab (antigen binding) utworzone z fragmentów łańcuchów ciężkich i całych łańcuchów lekkich. Sekwencja aminokwasów Fc jest bardzo stabilna w danej klasie immunoglobulin tak, że wiele przeciwciał wiąże się z receptorami Fc różnych komórek. Sekwencja fragmentów Fab jest zmienna i określa ona specyficzność cząsteczki przeciwciała. U człowieka znajduje się 106 - 109 różnych typów przeciwciał. Każde przeciwciało produkowane jest przez jeden klon komórkowy, stąd podobna liczba klonów.

Klasy immunoglobulin (Ig): IgG, IgM, IgA, lgD, IgE - ten podział wynika z sekwencji aminokwasów łańcucha ciężkiego.

• IgA - immunoglobuliny sekrecyjne, wydzielane jako dimery, którego podjednostki połączone są białkiem J (produkowanym przez komórki plazmatyczne) i chronione przed enzymatycznym rozkładem przez komponentę wydzielniczą. Ich monomeryczne formy występują we krwi.

• IgD - immunoglobuliny powierzchowne (błona komórkowa limfocytów B), udział w rozpoznawaniu antygenów przez limfocyty B, biorą udział w aktywacji tych limfocytów.

• IgE - immunoglobuliny reaginowe, udział w nadwrażliwości typu natychmiastowego,

• IgG - immunoglobuliny działające jako opsoniny, udział w zależnej od przeciwciał, mediowanej przez komórki cytotoksyczności

• IgM - immunoglobuliny aktywują system dopełniacza, powstają one jako pierwsze w pierwotnej odpowiedzi immunologicznej.

Obronne mechanizmy inaktywacji antygenów:

aglutynacja - przeciwciało wiąże się z antygenem, tworzy agregaty, redukując w ten sposób ilość wolnego antygenu;

opsonizacja - wiązanie przeciwciał z mikroorganizmami stymuluje fagocytozę;

neutralizacja - wiązanie przeciwciała z mikroorganizmami

blokuje ich adhezję do komórek i inaktywuje toksyny; cytotoksyczność -

aktywacja systemu dopełniacza - doprowadza do lizy komórek

Komórki układu immunologicznego

Limfocyty B

Powstają i uzyskują immunokompetencję w szpiku kostnym. U ptaków uzyskują immunokompetencję w torebce Fabrycjusza (bursa Fabriciusi), stąd limfocyty B. W procesie uzyskiwania immunokompetencji każda komórka produkuje 50-100 tys. IgM i IgD i wbudowuje je w swą błonę komórkową w ten sposób, że miejsce wiążące epitop (determinantę antygenową) antygenu skierowane jest do przestrzeni pozakomórkowej. Fragment natomiast fc przeciwciała zanurzony jest w dwuwarstwie błony lipidowej, z końcem COOH kontaktującym się z białkami wewnątrzkomórkowymi.

Po reakcji immunoglobuliny powierzchniowej z epitopem, fragment Fc przenosi (tzw. transdukcja) sygnał do komórki, który prowadzi do aktywacji komórki B. Zaktywowana komórka dzieli się i w wyniku tego powstają komórki B pamięci oraz komórki plazmatyczne. Jedna komórka plazmatyczna może produkować ok. 2000 cząsteczek przeciwciała/sek. Są one wydzielane do krwi lub limfy stąd odpowiedź immunologiczna humoralna.

Limfocyty T

Również powstają w szpiku kostnym, lecz migrują one do kory grasicy, gdzie uzyskują Immunokompetencję. Polega to na ekspresji na ich błonie komórkowej specyficznych cząsteczek warunkujących ich funkcję. Morfologicznie podobne są one do limfocytów B, ale:

- komórki T posiadają na swej powierzchni receptory a nie przeciwciała,

- rozpoznają tylko epitopy prezentowane im przez inne komórki,

- wywierają swe działanie tylko w malej odległości.

Receptory komórek T na błonie komórkowej działają jako receptory antygenów.

Stały fragment receptora zanurzony jest w błonie komórkowej, podczas gdy z błony rozciąga się zmienny region zawierający miejsce wiążące antygen. Stały fragment receptora związany jest z innym białkiem błonowym - CD3, tworząc kompleks receptor-CD3. Receptor komórki T może rozpoznawać epitopy tylko wtedy, gdy są one związane z cząsteczkami MHC (major histocompatibility complex - główny kompleks zgodności tkankowej) obecnymi w błonie komórkowej innych komórek. Występują dwie klasy tych glikoprotein: MHC I i MHC II. Większość komórek jądrzastych na swej powierzchni posiada MHC I, podczas gdy komórki prezentujące antygen mogą posiadać zarówno MHC I jak i MHC II. MHC są specyficzne dla każdego osobnika (ale takie same u bliźniąt jednojajowych) i komórka T musi rozpoznać nie tylko obcy epitop, ale także cząsteczkę MHC jako swoją - wtedy dopiero ulega aktywacji. Jeśli rozpozna tylko epitop - nie ulega ona aktywacji. Stąd działanie komórek T przeciw epitopowi uwarunkowane jest cząsteczką MHC.

Podklasy limfocytów T:

• limfocyty T pomocnicze (helperowe) TH1 i TH2; zaktywowane wydzielają różnorodne cytokiny, które modulują aktywność innych komórek limfatycznych. Ogólnie cytokiny wydzielane przez TH1 regulują odpowiedź immunologiczną komórkową, wydzielane przez TH2 regulują odpowiedź immunologiczną humoralną.

• limfocyty T cytotoksyczne; uśmiercają komórki, które rozpoznają jako obce (np. infekcja wirusem - komórki ztransformowane wirusowo);

• limfocyty T supresorowe; hamują odpowiedź immunologiczną ograniczając aktywność zarówno limfocytów B jak i T;

• limfocyty T pamięci - klony z pamięcią na poszczególne epitopy. Poza cząsteczkami receptorów, limfocyty T w swej błonie posiadają tzw. skupienia białek zróżnicowania określane mianem CD (clusters of differentiation proteins). Białka te wiążą się ze specyficznymi ligandami na komórkach docelowych - jest ich około 100

Wybrane cytokiny (Interleukiny - IL):

• IL-1alfa, IL-lbeta - wydzielane przez makrofagi i kom nabłonkowe, aktywują kom. T i makrofagi,

• IL-2 - wydzielana przez TH1, aktywuje limfocyty T i B,

• IL-4 - wydzielana przez TH2, aktywuje limfocyty B (mitozy i różnicowanie),

• IL-5 - wydzielana przez TH2, aktywuje limf. B,

• IL-6 - wydzielana przez APC i TH2, aktywuje kom. T i B,

• IL-12 - wydzielana przez limf B i makrofagi, aktywuje komórki NK i indukuje powstawanie komórek podobnych do TH1,

• interferon gamma -wydzielany przez THl, umożliwia uśmiercanie komórek przez limf. T cytotoksyczne i fagocytozę przez makrofagi.

• TNF - czynnik martwicy nowotworów

Komórki NK (natural killer cells)

Mały procent limfocytów, podobne do limfocytów T cytotoksycznych - niszczą komórki nowotworowe w zainfekowane wirusem. Jednak różnice: działanie nie jest warunkowane MHC. nie wnikają do grasicy, aby uzyskać immunokompetencję i działają niespecyficznie.

Komórki NK mogą rozpoznawać region Fc przeciwciał i wybiórczo uśmiercają komórki opłaszczone przeciwciałami. Jest to cytotoksyczność zależna od przeciwciał, przy czym jej istota polega na wydzielaniu przez komórki NK peryforyn i fragmentyn. Perforyny tworzą w błonie komórki pory, przez które do cytoplazmy wnikają fragmentyny odpowiedzialne za indukcją apoptozy. Także kanały jonowe - pęcznienie komórki i rozpad.

UKŁAD DOPEŁNIACZA

Układ dopełniacza - „dopełnia" działanie przeciwciał w uśmiercaniu komórek. Zasadnicza droga na której przeciwciała bronią kręgowce przed infekcjami bakteryjnymi.

Aktywacja dopełniacza - kolejna kaskada proteolityczna. System około 20 białek, Cl do C9, wiele czynników i różnorodne białka regulatorowe. Rozpuszczalne we krwi i płynie tkankowym, normalnie nieaktywne.

Dwie drogi aktywacji:

• klasyczna przez kompleksy antygen - przeciwciało

• alternatywna - przez polisacharydy błony komórkowej, toksyny bakteryjne itp.

Konsekwencje aktywacji:

• powstanie wczesnych składników dopełniacza (Cl-C4)

• powstanie późnych składników dopełniacza - kompleks C5-C9, tzw. kompleks lityczny, mediujący lizę komórek (perforyny^ fragmentyny)

Wykład z histologii 2006 - Układ limfopoetyczny

- 12 -
www.stomka.prv.pl

---