Immunologia - prelekcja 10.22.2007.doc

(2481 KB) Pobierz
Immunologia – prelekcja 22

Immunologia – prelekcja 22.10.2007

 

Odporność wrodzona charakteryzuje się tym że jest:

 

·         Antygenowo niezależna

·         Antygenowo nieswoista

·         Natychmiastowa

·         Nie pozostawia po sobie pamięci immunologicznej

 

Bariery anatomiczne i czynnościowe zapobiegające wtargnięciu patogenów:

 

·         Mechaniczne: ścisłe połączenia nabłonków, odruch kaszlu i kichania, wydzielanie i przesuwanie śluzu przez rzęski błon śluzowych

·         Chemiczne: obecność kwasów tłuszczowych na powierzchni skóry, lizozym, kwaśne środowisko w żołądku

·         Mikrobiologiczne: fizjologiczna flora bakteryjna

·         Inne: białka wytwarzane przez komórki śródbłonka (defensyny)

 

Składowe układu odpornościowego -> patrz schemat w II prelekcji.

 

Interesuje nas odporność nieswoista, komórkowa, czyli układ makrofagów oraz neutrofile.

Pierwsze charakteryzują się tym, że aktywowane przez limfocyty CD4Th1 wydzielać mogą cytokiny takie jak IFN gamma, IL-2

 

Odporność przeciwzakaźna naturalna nieswoista:

 

·         Tworzą ją mechanizmy obecne zanim dojdzie do zakażenia konkretnym patogenem

·         Zaczynają działać dużo wcześniej od mechanizmów odporności swoistej, jednocześnie ściśle z nią współpracując

·         W wielu przypadkach są wystarczające do ograniczenia lub eliminacji zakażenia

·         Nie są znane choroby autoimmunizacyjne wywołane przez mechanizmy odporności nieswoistej, w przeciwieństwie do stanów autoagresji wywołanych przez nieprawidłowe działanie limfocytów B i T.

·         Jest ukierunkowana na cząsteczki charakterystyczne dla patogenów które są niezbędne w ich cyklu życiowym. Dzięki takiemu ukierunkowaniu patogen nie może wymknąć się działaniu odporności nieswoistej, jak to się niekiedy dzieje w przebiegu odporności swoistej, nabytej.

 

Wzorce molekularne związane z patogenami – PAMP (ang. pathogen-associated molecular patterns):

 

·         Składowe ściany komórki bakteryjnej: lipopolisacharydy, peptydoglikan, kwasy tejchojowe

·         Mannozany w ścianie grzybów drożdżopodobnych

·         Formylowane peptydy bakterii

·         Bakteryjny DNA zawierający niemetylowane sekwencje CpG

·         Dwuniciowe RNA wirusów

 

Receptory dla cząsteczek PAMP to receptory rozpoznające wzorce – PRR (ang. pattern regognition receptors):

 

·         Receptory wydzielane

·         Receptory powierzchniowe uczestniczące w fagocytozie

·         Receptory aktywujące komórki

 

Receptory PRR wydzielane – są to najczęściej opsoniny, które po przyłączeniu się do powierzchni patogenu (bakterii, wirusa, grzyba) ułatwiają fagocytozę, np. kolektyna wiążąca mannozę MBP.

 

Receptory PRR powierzchniowe uczestniczące w fagocytozie – znajdują się na powierzchni komórek zdolnych do prezentacji antygenów (APC) i bezpośrednio wiążą charakterystyczne struktury drobnoustrojów. Po pochłonięciu i wewnątrzkomórkowej degradacji pojedyncze peptydy prezentowane są w połączeniu z cząsteczkami MHC klasy II. Do tej grupy receptorów zaliczamy m. in. receptor dla mannozy oraz receptory zmiatacze (scavenger receptors) np. MARCO.

 

Receptory PRR aktywujące komórki – są najpowszechniejsze. Znajdują się nie tylko na powierzchni komórek układu odpornościowego, lecz występują także na komórkach nabłonkowych, np. w jamie ustnej, gardle, przewodzie pokarmowym, układzie oddechowym, układzie moczopłciowym, skórze, a także na powierzchni śródbłonka naczyń i fibroblastach. Dzięki tej rozproszonej lokalizacji, szczególnie we wrotach zakażenia, komórki nie zaliczane do układu odpornościowego z reguły jako pierwsze rozpoznają drobnoustroje i alarmują o potencjalnym zagrożeniu. Niektóre komórki nabłonkowe mogą samodzielnie wyeliminować drobnoustroje – w wyniku aktywacji przez PRR wytwarzają antybiotyki peptydowe (np. beta-defensyny) wykazujące silne właściwości bakteriobójcze.

 

Receptory PRR Toll-podobne (TLR, ang. Toll-like receptors)

 

·         Dotychczas zidentyfikowano dziesięć receptorów TLR.

·         TLR2 jest receptorem dla peptydoglikanu

·         TLR3 rozpoznaje dwuniciowy RNA

·         TLR4 wiąże LPS

·         TLR5 wiąże flagellinę

·         TLR9 jest receptorem dla niemetylowanych oligonukleotydów CpG

 

Udział receptorów TLR w indukcji odpowiedzi immunologicznej

 

TLR4 znajduje się m. in. na powierzchni komórek nabłonkowych jelit i dróg oddechowych oraz komórek śródbłonka. Uczestniczy w rozpoznawaniu już we wrotach zakażenia. Aktywowane w ten sposób komórki rozpoczynają wydzielanie chemokin i innych cytokin oraz defensyn, które uczestniczą w przyciągnięciu do miejsca inwazji komórek układu odpornościowego i niszczeniu mikroorganizmów. Przyciągnięte i wstępnie aktywowane leukocyty mogą teraz rozpocząć działanie. Na powierzchni tych komórek również znajdują się receptory TLR. Makrofagi aktywowane przez TLR4 wytwarzają cytokiny prozapalne, takie jak: IL-1, IL-6, IL-8, IL-12, TNF, mają zwiększone zdolności do fagocytozy, wytwarzania reaktywnych form tlenu, wydzielania NO i prezentacji antygenu limfocytom T.

 

Komórki uczestniczące w odporności wrodzonej:

 

·         Komórki żerne: neutrofile, makrofagi niszczące bakterie namnażające się wewnątrzkomórkowo, takie jak prątek gruźlicy Mycobacterium tuberculosis

·         Naturalne komórki cytotoksyczne niszczące komórki zakażone wirusami i zmienione nowotworowo

·         Komórki tuczne i bazofile produkujące substancje wzmacniające odpowiedź nieswoistą takie jak histamina

·         Komórki dendrytyczne pracujące na połączeniu odpowiedzi swoistej i nieswoistej (prezentacja antygenu)

·         Inne komórki: eozynofile, płytki krwi, erytrocyty (te ostatnie wiążą kompleksy immunologiczne i transportują je do komórek Browicza-Kupfera wątroby)

 

 

 

Neutrofile

 

·        

Biorą udział w fagocytozie, zabijaniu wewnątrzkomórkowym, zapaleniu i uszkodzeniu tkanek.

·         Charakterystyczna budowa jądra, w cytoplazmie liczne ziarnistości (rysunek)

·         Marker powierzchniowy CD67

 

 

 

 

 

 

 

 

Makrofagi

 

·        

Biorą udział w fagocytozie i zabijaniu wewnątrzkomórkowym.

·         Marker powierzchniowy CD14

·         Przylegają do powierzchni szklanych i z tworzywa

·         Uczynniane przez cytokiny

·         Zabijają głównie drobnoustroje wewnątrzkomórkowe

·         Zabijają komórki nowotworowe i zakażone komórki własne

 

 

 

 

Jak leukocyty przechodzą przez ścianę naczynia, czyli o ekstrawazacji, diapedezie i chemotaksji słów kilka.

 

              Zanim leukocyt przejdzie przez ścianę naczynia, toczy się po niej przez pewien czas. Siłą „trzymającą” leukocyt przy powierzchni śródbłonka jest odwracalne wiązanie obecnego w jego błonie glikanu sLex  (sialyl Lewis x) przez eksponowaną przez śródbłonek selektynę E (rysunek 1) oraz *w mniejszym stopniu) ligandu glikoproteinowego dla selektyny P PSGL-1 przez selektynę P.

 

 

Toczenie się leukocyta po powierzchni śródbłonka przypomina nieco zachowanie się piłki tenisowej po powierzchni z rzepami – pojedynczy haczyk rzepu nie wywiera zauważalnego działania na piłkę, która uderza w powierzchnię i odbija się. Jednak połączone działanie adhezyjne wielu „haczyków” (selektyn) sprawia że „piłka” (leukocyt) toczy się po powierzchni i zwalnia. Całkowite zwolnienie ruchu leukocyta spowodowane jest związaniem obecnych w błonie leukocyta integryn LFA-1 i CR3 przez eksponowaną przez śródbłonek cząsteczkę ICAM-1. To pozwala leukocytowi przejść przez ścianę naczynia – wydziela on proteazy nadtrawiające błonę podstawną śródbłonka. Widoczna również na rys.2 chemokina czyli IL-8 (wytwarzana m. in. przez makrofagi) pełni funkcję sygnału przewodniego, wskazującego leukocytowi drogę do miejsca w którym ma on spełnić swoją biologiczną rolę.

 

 

Chemotaksja

 

Czynniki chemotaktyczne przyciągają komórki żerne do miejsca infekcji. Do czynników tych należą:

·         Anafilatoksyny C3a i C5a uwalniane w trakcie aktywacji kaskady dopełniacza

·         Defensyny wytwarzane przez komórki nabłonkowe i neutrofile

·         IL-1, TNF, IL-8

·         Leukotrien LTB4 i czynnik aktywujący płytki PAF, uwalniane przez różne komórki, w tym również neutrofile.

 

Aktywacja

 

W trakcie aktywacji leukocyty nabywają wzmożonych właściwości cytotoksycznych. Istnieją dwie grupy czynników aktywujących makrofagi:

·         Pochodzenia bakteryjnego

·         Cytokiny - pojawiające się znacznie później czynniki uwalniane głównie przez pobudzone komórki tuczne i limfocyty T

 

Fagocytoza

 

Komórka żerna poprzez odpowiednie receptory może rozpoznać albo bezpośrednio określone struktury patogenu, albo pewne czynniki opłaszczające patogen i ułatwiające fagocytozę. Proces ułatwienia fagocytozy nazywamy opsonizacją, zaś czynniki opłaszczające ułatwiające i wzmagające fagocytozę („przyprawy” dla fagocytów) to opsoniny. Receptory uczestniczące w fagocytozie to:

·         Receptory dla fragmentu Fc przeciwciał

·         Receptory dla składników dopełniacza -> patrz prelekcja III

·         Receptor dla fibronektyny -> patrz prelekcja III

·         Dla białka C-reaktywnego

·         Dla białka wiążącego LPS – receptor LBP

·         Dla kolektyn, np. białka wiążącego mannozę

 

Receptory dla fragmentu Fc przeciwciał

 

Ich funkcją może być nie tylko indukowanie fagocytozy, ale także aktywacja komórki np. do cytotoksyczności komórkowej zależnej od przeciwciał - ADCC, ang antibody dependent cellular cytotoxicity. Najefektywniejszymi opsoninami są IgG.

 

Receptory dla składników dopełniacza

 

·         CR1 (dla C3b)

·         CR2 (dla C4b)

Chociaż wiążą one komórkę opłaszczoną odpowiednim składnikiem dopełniacza, to w przeciwieństwie do FcγR nie indukują na ogół procesu fagocytozy. Aby zaszła fagocytoza poprzez CR, komórka musi otrzymać odpowiedni sygnał aktywujący, np. poprzez interferon gamma.

 

Receptory makrofagów dla struktur bakteryjnych to:

 

·         Receptor mannozowy

·         Receptor dla LPS (CD14)

·         CD11b/CD18

·         Receptor glukanowy

·         Receptory typu scavenger

 

Bakterie wiążąc się z w/w receptorami inicjują wytwarzanie cytokin i lipidowych mediatorów zapalenia (prostaglandyny, tromboksany).

Makrofagi trawią wewnątrzkomórkowo pochłonięte bakterie.

 

Szlaki niszczenia wewnątrzkomórkowego

 

Zabijanie wewnątrzkomórkowe dzielimy na zależne od tlenu i niezależne od tlenu. To pierwsze może być zależne od mieloperoksydazy bądź niezależne od mieloperoksydazy. Do reakcji zależnych od tlenu niezależnych od mieloperoksydazy zaliczamy:

·         Glukoza + NADP+              - G-6-P dehydrogenaza ->              Pentoza-P + NADPH

·         NADPH + O2              - Cytochrom b558 ->              NADP+ + O2

·         2O2* + 2H+              - Dysmutaza nadtlenkowa -> H2O2 + 1O2

Natomiast do reakcji zależnych zarówno od tlenu jak i od mieloperoksydazy:

·         H2O2 + Cl-              - mieloperoksydaza -> HOCl- + OH-

·         OCl- + H2O               - mieloperoksydaza -> 1O2 + Cl- + H2O

·         2O2 + 2H+              - dysmutaza nadtlenkowa -> H2O2 + 1O2

Mechanizmy niezależne od tlenu to na przykład:

·         Białka kationowe – katepsyny uszkadzające błony drobnoustrojów

·         Lizozym hydrolizujący mukopeptydy w ścianie komórkowej

 

Naturalne komórki cytotoksyczne NK

 



Są to duże ziarniste limfocyty LGL (ang. large granular lymphocytes). Występują w różnych tkankach organizmu, jednak najwięc...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin