Biologia AR Szczecin

Wykład 1
„Immunologia”
19.02.1007r.



Temat: Wprowadzenie do immunologii klinicznej.

Immunologia to dyscyplina nauki z pogranicza biologii i medycyny zajmująca się biologicznymi i biochemicznymi podstawami reakcji odpornościowo-obronnej ustroju na patogen lub inne obce organizmowi substancje i ciała jak np. toksyny lub transplantaty. Ponadto bada ona prawidłowość tejże reakcji i ewentualne jej niedobory.

Cele działania układu odpornościowego:
•    Szybkie rozpoznanie obcego antygenu;
•    Ukierunkowanie adekwatnej do obecnego organizmu odpowiedzi immunologicznej;
•    Zniszczenie organizmu mogącego wywołać chorobę.

Antygenem może być każda substancja, która wykazuje dwie cechy: immunogenność, czyli zdolność wzbudzenia przeciwko sobie odpowiedzi odpornościowej swoistej, oraz antygenowość, czyli zdolność do reagowania z przeciwciałami oraz TCR.
Ze względu na występowanie powyższych cech, wyróżniamy dwa typy antygenów:
•    immunogeny - posiadające obie wymienione cechy,
•    hapteny - wykazujące tylko antygenowość
Ze względu na udział limfocytów T w rozwoju odpowiedzi odpornościowej na dany antygen można z kolei wyróżnić:
•    antygeny grasiczozależne, które wymagają udziału limfocytów T do wzbudzenia odpowiedzi
•    antygeny grasiczoniezależne, nie wymagające udziału limfocytów T w indukcji odpowiedzi
Antygeny można także podzielić ze względu na liczbę epitopów na pojedynczej cząsteczce antygenu rozpoznawanych przez dane przeciwciało. Są to:
•    antygeny monowalentne, zawierające tylko jeden epitop i wiążące się z pojedynczym paratopem. Zawsze monowalentne są hapteny.
•    antygeny poliwalentne, wiążące się z kilkoma paratopami jednocześnie. Ten typ antygenów może tworzyć duże, wytrącające się w tkankach kompleksy immunologiczne i być odpowiedzialny za pewne stany patologiczne.

ANTYGENY – to substancje mogące wywołać:
•    Immunogenność zdolność do wywoływania przeciw sobie swoistej odpowiedzi immunologicznej;
•    Antygenowość – zdolność do swoistego łączenia się z immunoglobulinami (wolnymi i stanowiącymi receptory limfocytów B) oraz z receptorami T.

Antygen wykazujący tylko antygenowość to HAPTEN (np. glukoza).

HAPTEN – może być immunogenny, gdy zostanie połączony z odpowiednim nośnikiem (np. białkowym). Limfocyty B rozpoznają hapten, a limfocyty Th są - nośnikiem.

W obrębie antygenu może znajdować się wiele miejsc wiązanych przez przeciwciała. Są to EPITOPY lub DETERMINANTY antygenowe.

EPITOPY znajdujące się na jednej cząsteczce mogą być identyczne lub różne.

Antygen zawierający wiele EPITOPÓW – jest wielowartościowy (POLIWALENTNY).

Najbardziej antygenowe dla przeciwciał są fragmenty wypukłe, ruchome o ujemnej polarności, np. rzęski, pile, lipopolisacharyd. Są one antygenowe i mogą powodować powstawanie przeciwciał.





                                            Antygeny indukujące wytwarzanie przeciwciał:



                             GRASICZOZALEŻNE                   GRASICZONIEZALEŻNE
                  Limfocyty B wymagają pomocy             Limfocyty B nie wymagają
              limfocytów F lub cytokiny wytwarzanych         pomocy limfocytów T
              przez limfocyty T


                                                            Antygeny grasiczozależne:



                                 TI – 1                        TI – 2
        Antygeny wykazujące cechy            Antygeny wielowartościowe nie
        poliklonalnych aktywatorów            wykazujące poliklonalnych
        limfocytów B                     aktywatorów limfocytów B
                       
                                Działają bezpośrednio na
                                limfocyty B i poprzez cytokininy
                                np. na komórki NK

        np. LPS, dekstran                np. Ficoll, polisacharyd pneumokoków



                                                           TI – thymus independet


KOMÓRKI UCZESTNICZĄCE W ODPOWIEDZI IMMUNOLOGICZNEJ:

LIMFOCYTY B
Rozpoznają antygeny i wytwarzają przeciwciała.
Plazmatyczne limfocyty B – wytwarzają przeciwciała.
W cytoplazmie nie ma dodatkowych struktur, jądro rozpulchnione, widoczna heterochromatyna.

LIMFOCYTY T:
•    LIMFOCYTY Th (helpery) – wspomagają odpowiedź immunologiczną;
•    LIMFOCYTY Te (cytotoksyczne) – zabijają komórki zakażone pasożytami. Np. limfocyty cytotoksyczne zabijają chore erytrocyty w których rozwija się zarodziec malarii. Zawierają w cytoplazmie ziarnistości.

KOMÓRKI K:
Zdolne do cytotoksyczności komórkowej zależnej od przeciwciał (killery, zbójcy). Między komórką K a komórką chorą musi być łącznik, np. przeciwciało.
W cytoplazmie znajdują się ziarnistości.

KOMÓRKI NK (naturalne killery):
Występują od początku urodzenia człowieka, tak jak limfocyty.
Zabijają komórki nowotworowe, są to naturalni zabójcy. Niszczą komórki bez żadnego łącznika.
W cytoplazmie tych komórek znajdują się duże ziarnistości.

KOMÓRKI DENDRYTYCZNE, WELENOWATE, LANGERHANSA:
Prezentują antygeny limfocytom Th (pomocniczym). Występują przede wszystkim w tkankach.

MONOCYTY i MAKROFAGI:
Pochłaniają i zabijają mikroorganizmy oraz inne obce komórki. Prezentują antygen.
Monocyty – jednojądrzaste, występują we krwi.
Makrofagi – dużojądrzaste, znajdują się w tkankach, są to monocyty które przeszły z krwi do tkanek. Prezentują antygeny limfocytom T. Zawierają w cytoplazmie ziarna z enzymami.

NEUTROFILE:
Zdolne do fagocytozy (pochłanianie i trawienie enzymatyczne).
W cytoplazmie znajduje się dużo ziaren wypełnionych enzymami.
Są to komórki wyspecjalizowane w trawieniu.

KOMÓRKI TUCZNE,  BAZOFILE:
Komórki tuczne znajdują się w tkankach, a bazofile we krwi.
Biorą one udział w zabijaniu pasożytów i anafilaksji.
W cytoplazmie znajdują się ziarna z enzymami.

EOZYNOFILE:
Zabijają pasożyty z użyciem przeciwciał, zdolne do fagocytozy.

MEGAKARIOCYTY:
Wytwarzają trombocyty, uczestniczące w krzepnięciu krwi i reakcjach zapalnych.

ERYTROCYTY (czerwone ciałka krwi):
Poprzez receptor dla dopełniacza wiążą kompleksy immunologiczne i uczestniczą w ich usuwaniu.

ZASADNICZE FUNKCJE LEUKOCYTÓW:

LEUKOCYTY    % wszystkich leukocytów    Okres półtrwania w krążeniu    Funkcje
Neutrofile    60    8h    Fagocytoza
Eozynofile    2 – 5    13h    Atakują migrujące pasożyty; kontrolują produkty degeneracji komórek tucznych
Bazofile    < 1    1 tydzień    Uwalniają histaminę i naczynioczynne substancje.
Monocyty    10    3 dni    {Pochłaniają i zabijają mikroorgaznizmi i inne obce komórki
Limfocyty    25    Recyklinizacja pomiędzy układem krążenia a naczyniami limfatycznymi    komórki układu odpornościowego zdolne do swoistego rozpoznawania antygenów.

ROZMIESZCZENIE LIMFOCYTÓW T I B U CZŁOWIEKA:

Tkanki limfoidalne, naczynia krwionośne i chłonne    Dystrybucja komórek w %   
                                   Limfocyty T     Limfocyty B   
Krew krążąca                              80         10   
Przewód piersiowy (główne naczynia limfatyczne)    90    10      Układ limfatyczny – układ odpornościowy – z układu limfatycznego do krwi
Węzły chłonne                              75         25   
Śledziona                              50         50   
Grasica    100                             < 5   
Kępki Peyera (na powierzchni jelita10 – 20    70   
Szpik kostny                            < 25       > 75   


SUBPOPULACJE LIMFOCYTÓW:

Subpopulacja limfocytów    % wszystkich limfocytów                                     Zasadnicze funkcje
Th (CD4)                           55                                                    Synteza cytokiny
Tc (CD8)                           25                                        Zabijanie zakażonych komórek
B (CD19, CD20)                           10                                                Produkcja przeciwciał
NK (i komórki K)               10                           Zabijanie komórek zakażonych i nowotworowych

CYTOKINA --> interferon

Cząsteczki powierzchniowe na limfocytach:
•    Wszystkie limfocyty T
TCR, CD2, CD3
•    Pobudzone limfocyty T
MHC klasy II, CD25
•    Wszystkie limfocyty B
BCR, CD20, CD19


BCR – immunoglobulina na stałe związana z błoną limfocytów B.

ODPOWIEDŹ IMMUNOLOGICZNA

TYPY ODPOWIEDZI IMMUNOLOGICZNEJ:
Odpowiedź typu humoralnego  (związana z białkami):
•    Wolne przeciwciała;
•    Przeciwciała związane z komórkami przez receptor dla fragmentu Fc.

Odpowiedź typu komórkowego (udział bezpośrednio bierze komórka):
•    Limfocyty T (odpowiedź typu późnego);
•    Makrofagi;
•    Granulocyty.

Etapy odpowiedzi immunologicznej:
FAZA INDUKCJI:
•    Limfocyty łączą się z antygenem, ploriferują i różnicują się w komórki efektorowe;
•    Kooperacja z APC i innymi populacjami limfocytów;
•    EFEKT: zabicie bakterii z działaniem przeciwciał;
FAZA EFEKTOROWA:
•    Komórki eżektorowe odpowiadają na antygen :limfocyty B uwalniają przeciwciała, limfocyty T – cytokininy;
•    EFEKT: zabicie komórek zakażonych, komórek przeszczepu.