Przeciwciała
Immunoglobuliny mają zdolność swoistego łączenia się z antygenem i są najważniejszymi cząst układu odpornościowego
Budowa i właściwości
Występują w płynach ustrojowych
Są zbudowane z 4 łańcuchów polipeptydowych: 2 ciężkich H i 2 lekkich L , połączonymi w.dwusiarczkowymi
W zależności od budowy łańcuchów ciężkich można je podzielić na 5 klas: Iga (α), IgD (δ), IgE (ε), IgG (γ), IgM (μ)
Łańcuchy lekkie mogą występować w dwóch wariantach: κ, λ
Drobne różnice w budowie łańcuchów ciężkich w obrębie tej samej klasy są podstawą rozróżnienia podklas u człowieka: IgG1, 2, 3, 4 (w analogicznych odmianach występuja łańcuchy lekkie λ)
immunoglobuliny składające się z 4 łańcuchów-forma monomeryczna, są również formy polimeryczne
IgA występują w surowicy głównie jako monomer, a w wydzielinach śluzowo-surowiczych jako dimer
IgM-w formie pentametru
Formy polimeryczne mają dodatkowy łańcuch łączący J (można otrzymać formy pozbawione tego łańcucha
W łańcuchach lekkich i cieżkich można wyróżnić części zmienne (V) leżące w odcinku N-końcowym i części stałe (C) -odcinek C-końcowy
W wyniku trawienia papainą IgG rozpada się na 2 części:
Fab- zawiera miejsca wiążące antygen. Część łańcucha ciężkiego fragmentu Fab nazywamy Fd. Fragment przeciwciała wiążący antygen nazywamy paratopem. Jest on przestrzennie dopasowany do epitopu. W skład Fab wchodzą całe łańcuchy lekkie i fragmenty łańcuchów ciężkich złożone z części zmiennej i odcinka części stałej
Fc
Region zawiasowy-w pobliżu miejsca wrażliwego na papainę, umożliwia ustawienie się fragmentów Fab pod różnym kątem względem siebie i Fc
We fragmencie Fc znajdują się odcinki odpowiedzialne za aktywację dopełniacza
Swoistość przeciwciał wynika bezpośrednio z konfiguracji przestrznnej cz zmiennych łańcuchów cieżkich i lekkich
Przeciwciało reagujące krzyżowo , to takie, które wiąże zarówno antygen A jak i B
Może to wynikać z podobieństwa zawartych w nich epitopów
Lub tez ze zawieraja wiele różnych epitopów
Cz zmienna każdego z łańcuchów składa się z 3 regionów hiperzmiennych i przylegających do nich 4 regionów zrębowych
Regiony te determinują swoistość przeciwciał-tworzą miejsce wiążące antygen- dlatego określa się je jako regiony determinujące dopasowanie CDR
Ig mają 3 różne rodzaje markeró antygenowych pozwalających na ich klasyfikację:
Izotopowe (uwarunkowane przez pewne zasadnicze różnice w budowie łańcuchów lekkich i ciężkich-umożliwia podział na klasy i podklasy), zdrowi osobnicy mają wsyztkie odmiany izotopowe
Allotypowe- zależne od obecności w łańcuchach cieżkich i lekkich (GL w cz stałych) różnych aa
Idiotypowe- różnice w budwie cz zmiennych łańcuchów polipeptydowych
Właściwości przeciwciał:
Wiążą antygeny na powierzchni niektórych komórek np. nowotworowych, lub na pow niektórych mikroorg mogą idukowa ć ich zniszczenie przez:
Aktywację dopełniacza
Indukcję immunofagocytozy
--//- cytotoksyczności komórkowej zależnej od przeciwciał
Wiążąc antygen na pow mikroorg mogą blokować ich wnikanie
Wiążąc toksyny mogą blokować ich działanie
IgA - organizm wytwarza ich najwięcej, ale w osoczu mniej niż IgG. Większość wytwarzana miejscowo w sąsiedztwie odpowiedniego nabłonka i wydalana z wydzielinami śluzowo-surowiczymi. Stanowią główny element obrony błon surowiczych i śluzowych przed inwazją mikroorganizmów. 80-95% monomery, reszta to dimery, trimery i tetramery mające łańcuch łączący j. W wydzielinach (łzy, pot) jako dimery
IgD- występują licznie razem z IgM na powierzchni limfocytów B, które nie zetknęły się jeszcze z antygenem (stanowią receptory BCR). Mało w płynach tkankowych. Pełnią rolę w indukowaniu dojrzewania powinowactwa przeciwciał
IgE- wiążą się z odpowiednimi receptorami FcR na komórkach tucznych wywołując po związaniu antygenu degranulację tych komórek- reakcja anafilaktyczna. Nie mają regionu zawiasowego, mają 4 domeny w częściach stałych łańcucha ciężkiego
IgG- mają region zawiasowy. Wiele komórek ma receptory dla fragmentu Fc przeciwciał IgG, dzięki czemu np. komórki K mające ten receptor mogą zabić opłaszczoną przez IgG komórkę (cytotoksycznie), a komórki żerne fagocytuja łatwiejkomórki i cząsteczki opłaszczone przeciwciałami na drodze immunofagocytozy.
Stanowią największy odsetek Ig w surowicy. Pełnia ważną role w walce z mikroorganizmami wnikającymi do naszych tkanek i zabijaniu komórek zakażonych przez wirusy. Przechodzą w sposób aktywny przez łożysko do organizmu płodu
IgM- syntetyzowane w początkowej fazie odpowiedzi immunologicznej, maja małe powinowactwo do antygenu, łączą się z antygenem posiadającym wiele epitopów
Przeciwciała matczyne przechodzące do płodu przez łożysko
W ciązy konfliktowej przeciwciała skierowane przeciw antygenom erytrocytarnym płodu mogą wywoływać chorobę hemolityczną noworodków
U człowieka do płodu czynnie są transportowane przez łożysko IgG (wszystkie podkl)
W prcesie tym uczestnivcza receptory dla fragmentu Fc IgG obecne na kom trofoblastu
Noworodek zawdzięcza tym Ig odporność przeciwzakaźną
W okresie płodowym zaczynaja się dopiero pojawiać IgM, wytw IgG zaczyna się po ur
Wartościowość, powinowactwo, widność
Wartościowość- to liczba determinant antygenowych, które może związać czast przeciwciała
Powinowactwo- siła wiązania pojedynczej determinanty antygenowej przez miejsce wiążące antygen przeciwciała
Awidność (zachłanność)-siła wiązania wielowartościowego antygenu przez przeciwciała zależy od powinowactwa poszczególnych miejsc wiążących w stosunku do odpowiednich determinant, ale nie jest to ich suma
Kompleksy immunologiczne
Są to kompleksy antygen-przeciwciało, mogą one dodatkowo aktywować i wiązać skl dopełniacza
Najprostsze kompleksy powstaja wtedy gdy cząst antygenu zawiera tylko jeden epitop . takie kompleksy złozone są wtedy z jednej czast przeciwciała oraz jednej llub dwóch czast antygenu
W powstawaniu kompleksów ważna rolę ogrywa dopełniacz:
Hamuje precypitację
Częściowo rozpuszcza kompleksy już wytrącone
Indukuje ich usuwanie przez kom żerne
Stymulują lub hamują swoista odp immunologiczną w zależności od klasy zawartych przeciwciał, od proporcji przeciwciał i antygenu oraz do zawartości dopełniacza
Powstawanie przeciwciał
Geny immunoglobilinowe
Cz zmienna łańcucha lekkiego jest kodowana przez 2 geny V, J, a łańcucha ciężkiego przez 3: V, D, J
Źródła różnorodności przeciwciał
zmienność kombinacyjna
dzieki temu, ze geny V, D, J istnieją w wielu wariantach w genomie, przypadkowe się ich łączenie na drodze rekombinacji wielokrotnie zwiększa liczbę warintów cz zmiennych
rekombinacyjne łączenie się genów V, D, J zachodzi dzięki aktywności enzymu- rekombinazy, która rozpoznaje tak zwane sekwencje sygnałowe leżące przy każdym z tych genów
rekombinacja zachodzi wg zasady, że sekwencje sygnałowe łączą się tylko wtedy, jeżeli w jednej wstawka jest 12- lub 23-nukletydowa
w trakcie rekombinacji hemptamery sekwencji sygnałowych tworz ą tak zwane złącze sygnałowe, natomiast sekwencje kodujące V, D i J łącząc się tworzą złącze kodujące
rekombinacja zachodzi najcześciej przez wypętlenie i delecje, prowadząc w efekcie do powstania kolistego DNA, lub rzadziej przez inwersję
ważną rolę w rekombinacji genów VDJ w limf Bi T odgrywają produkty genow RAG1 i RAG2, odpowiadają za pojawienie się naciec w obydwu niciach DNA i mają wlasciowości transpozazy
zmienność na złączach
z jednego zestawu genów V, D, J np. V15, D8, J3, może powstać b.wiele różnych kompleksów VDJ- dzieje się tak dzieki zmienności na złączach miedzy V i D oraz D i J
złącze sygnałowe tworzy się precyzyjnie i prowadzi do powstania kolistego DNA
natomiast w tarkcie formowania się złącza kodującego dochodzi zarówno do usunięcia (delecji) pewnej liczby nukleotydów (do 20), jak i do wstawienia nowych (1-5)
doczepianie nowych zachodzi bezmatrycowo-odpowiedzialna jest za to transferaza nukleotydów terminalnych (TdT)
nowo powstałe odc DNA na złączach nazywamy regionami N
na złączu kodującym obserwuje się czasami zamiast bezładnego dodawania nukleotydów dołączenie 1 lub 2 n komplementarnych do ostatnich nukleotydó zlącza kodującego, do którego są dolączane- nukleotydy P
Dodatkowym źr zmienności na złączach jest przyłączanie do zł kodującego krótkich oligonukletydów (5-7 zasad)
Przypuszcza się ze zmienność na złączach wynikajaca z usuwania i dołączania nukleotydów zwiększa liczbę wariantów DJ ok. 10razy i wariantów VDJ o dalsze 10 razy
mutacje somatyczne
dodatkowym cz zwiekszającym różnorodność przeciwciał są mutacje zachodzące w rekombinowanym genie VJ i VDJ (punktowe, delecje , insercje)
mutacje dotycza czesciej puryn
Dalsze etapy syntezy przeciwciał
zawsze jako pierwszy jest syntetyzowany łańcuch ćieżki
powstanie prawidłowego łańcucha cięzkigo jest syg przerywającym rekombinacj w obrebie kodujących go genów
nastepnie zaczyna się rekombinacja genow łańcucha lekkiego kappa
Limfocyt B do ekspresji łańcucha ciężkiego i lekkiegowykorzystuje na ogół tylko geny tylko z jednego z dwóch homologicznych chromosomów- wyłączenie alleliczne
Po przejsciu do swiatła siateczki łańcuch ciezki łączy się z tzw. Białkiem wiążącym, przytrzymując go w oczekiwaniu na łańcuch lekki
Powstałe Ig przechodzą do Ap. Glgiego (dołączane są tam gr węglowodanowe)
Regulacja ekspresji genów immunoglobulinowych
Podlega kontroli ze str sekwencji regulatorowych (promotory i wzmacniacze)
Zmiana klas syntetyzowanych przeciwciał
Pierwsze Ig wytwarzane przez limf B w trakcie rozwoju osobniczeo- IgM
Stwierdzenie łańcuchów μ w cytoplazmie jest jednym z pierwszych markerów pozwalających na identyfikację prekursoró limf B
Lim B wytwarzają potem IgD- umiejscawia się je również w błonie limf (obok IgM), jako ich receptory (limf B w fazie G0)
Kolejny etap różnicowania zależy od kontaktu ze swoistym antygenem
Po związaniu antygenu przez rec Ig spoczynkowego limf B ulega on aktywacji, wchodzi w fazę G1 i ze współudziałem cz pomocniczych uwalnianych przez limf Th proliferuje i wytwarza wolne immunoglobuliny (początkowo IgM, potem IgG lub inne)
Geny dla cz stałych łańcuchów cieżkich leżą w genomie w odpowiedniej kolejności określając kolejność ich transkrypcji i wytwarzanie przeciwciał odpowiedniej klasy
Kompleks genów VDJ łaczy się początkowo z genem λ potem δa na koncu γ, ε lub α
Zmiana klasy zachodzi w odpowiedzi immunologicznej w tarkcie proliferacji limf B
Zmiana klas wymaga kooprecji limf B z T (przekazuja sobie sygnaly -bezposrednio lub przez cytokiny)
Poprzez cytokiny: IL-4 ijej receptor na limf B
W bezpośrednim kontakcie poprzez CD40L (czyli CD154) i CD40 na limf B
Receptory immunoglobulinowe limfocytu B (BCR)
Do najważniejszych funkcji tych receptorów należy
Przekazwanie syg aktywujaceg do wnętzra limfocytu
Umozliwenie wchłonięcia przez limf B swoistego antygenu, aby po obróbce zaprezentować go limf Th
Pre-B ma receptory immunoglobulinowe składjace się z łańcucha cieżkiego μ oraz 2 białek λ5 i VpreB
W nastepnym et -niedojrzly limf B ma już na swej błonie IgM i IgD
W w yniku aktywacji antygenem może przystąpić do uwalniania IgM
Rec ig danego limf B moją identyczne z wolnymi Ig cz zmienne, a wiec te sama swoistośc
Rożna natomiast budowa cz stałych
Dojrzewanie limfocytów B
Etapy dojrzewania.
Z wielopotencjalnej komórki macierzystej (wspólnej dla wszystkich krwinek), różnicuje się macierzysta komórka limfoidalna, która jest wspólna dla limfocytów B i T i wykazuje aktywność transferazy nukleotydów terminalnych (TdT).
Komórka, w której genomie dojdzie już do zbliżenia drogą rekombinacji odpowiednich genów V, D i J nazywana jest limfocytem lub komórką pre-pre-B lub pro-B.
Kolejnym etapem jest pojawienie się w cytoplazmie różnicującej się komórki łańcuchów ciężkich μ. Taka komórka nazywa się limfocytem pre-B (zawiera receptory immunoglobulinowe, brak łańcuchów lekkich).
Limfocyt pre-B emigruje z wątroby płodowej do szpiku, ulega w nim rekombinacji i ekspresji gen dla łańcucha lekkiego κ, co po połączeniu łańcuchów μ i κ daje nam receptory IgM. Taką komórkę określa się jako niedojrzały lub wczesny limfocyt B, natomiast kiedy ulegają w nim ekspresji i pojawiają się IgD, oraz receptory dla fragmentu Fc przeciwciał i składników dopełniacza, limfocyt taki nazywamy dojrzałym lub dziewiczym.
Dojrzałe limfocyty B mogą ulec w szpiku eliminacji i jest to proces analogiczny do selekcji negatywnej limf.T w grasicy.
Dojrzałe limfocyty B zasiedlają wszystkie narządy limfatyczne i obecne są również we krwi. Przed interakcją z antygenem znajdują się w fazie Go cyklu kom. (limfocyty spoczynkowe).
W wyniku pobudzenia przez antygen i kooperacji z l.T w trakcie pierwotnej odpowiedzi immunologicznej, l.B różnicują się w dwóch kierunkach:
1) komórki intensywnie produkujące i uwalniające immunoglobuliny i ostatecznie przekształcające się w k. plazmatyczne;
2) w komórki pamięci, które na swej powierzchni posiadają receptory immunoglobulinowe IgG, Iga lub IgE i gotowe są do ewentualnej odpowiedzi wtórnej.
Cząsteczki uczestniczące w różnicowaniu:
- k.wielopotencjalna - CD34,
- k.macierzysta limfopoetyczna - CD10
- pro-B - CD19, 34, 38, HLA - DR
- pre - B - CD9, 10, 19, 20, 24, 38, HLA - GR
- B dojrzały, spoczynkowy - CD19, 20, 21, 24, 31, w32, 35, 37, 40, 45 RA, 45RB, 45 RO, w49d, 63,72,74,75-78, HLA - DR.
Udział cytokin.
Ptaki - dojrzewanie l.B w bursie Fabrycjusza, głównym czynnikiem jest produkowana lokalnie Ursyna (bursopoetyna).
Ssaki - interleukiny 1-7, INF-gamma, TGF-beta. Il-7:proliferacja i różnicowanie limfocytów pro-B i pre-B, Il-4 oddziałuje na pre-B.
Dojrzewanie limfocytów T
Etapy dojrzewania
Dojrzewanie l.T zachodzi w grasicy. Do grasicy docierają prekursory l.T, zwane protymocytami. Zasiedlają one grasicę człowieka między 7 a 9 tygodniem życia płodowego. Pochodzą one z komórek, których poprzednimi miejscami pobytu są: pęcherzyk żółtkowy, wątroba płodowa i szpik. Różnicują się z komórek macierzystych limfoidalnych (w szpiku ok. 0,1%).
Protymocyty mają na swej powierzchni struktury: CD5, CD7, CD38, CD45, zawierają TdT i może w nich zachodzić ekspresja łańcucha TCRγ.
W trakcie różnicowania tymocyty intensywnie proliferują i przesuwają się z kory, gdzie przeważają niedojrzałe, do rdzenia, gdzie dominują dojrzałe l.T gotowe do opuszczenia grasicy i zasiedlania obwodowych narządów limfatycznych, część tymocytów opuszcza grasicę prosto z kory.
W czasie pobytu w grasicy na powierzchni tymocytów pojawiają się kolejno: CD2, CD8 i CD4, a także receptory TCRαβ wraz z CD3. tymocyty zawierające CD4 i 8 (podwójnie dodatnie) przekształcają się w komórki CD4 lub CD8 (pojedyncze dodatnie).
Niewielki odsetek tymocytów nabywa receptory TCRγδ. Takie tymocyty opuszczają grasicę wcześniej i mają inną preferencję, jeżeli chodzi o lokowanie poza grasicą.
Selekcja limfocytów w grasicy
W centralnych narządach limfatycznych limfocyty przygotowywane są do rozpoznawania obcych antygenów i tolerowania antygenów gospodarza (nabywają kompetencji immunologicznej).
Faza wczesna
W grasicy CFU-L uruchamiają ekspresję receptorów TCR oraz koreceptorów CD4 i CD8. Znaczna część tymocytów ulega apoptozie wskutek nieproduktywnej rearanżacji genów łańcucha β TCR (selekcja β). W fazie wczesnej dojrzewania zachodzi również:
Wyłączenie alleliczne -w limfocytach które przeszły selekcję β nie ma rearanżacji genów TCRβ w chromosomie homologicznym
Wyłączenie izotopowe- zahamowanie rearanżacji i ekspresji genów kodujących TCRγδ
Faza późna
W tej fazie limfocyty T przechodzą:
selekcję pozytywną- podlegają jej tymocyty mające jeszcze CD4 i CD8. polega na sprawdzeniu czy tymocyt rozpozna antygen prezentowany przez cząsteczkę MHC (czy dobrze został skonstruowany receptor TCR). Dochodzi tu również do restrykcji MHC- tymocyty rozpoznające antygeny prezentowane przez MHC klasy I zachowują ekspresję CD8, rozpoznające MHC klasy II ekspresję CD4). W selekcji tej biorą udział korowe komórki nabłonkowe.
selekcję negatywną- selekcja komórek rozpoznających własne antygeny ze zbyt dużym powinowactwem. Dokonują jej komórki dendrytyczne i komórki nabłonkowe rdzenia grasicy.
Zbyt duża aktywność wobec własnych antygenów nie musi kończyć się selekcją negatywną. Może mieć miejsce próba ponownej rearanrzacji genów kodujących TCR- tzw redagowanie receptorów.
Populacje i subpopulacje limfocytów
Limfocyty T- nie wydzielają przeciwciał, ale pod wpływem stymulacji antygenem przechodzą stadia aktywacji, wzrostu i różnicowania i wydzielają cytokiny. Mają na powierzchni TCR (αβ lub γδ), MHC klasy I, CD2, CD3, CD4, CD5, CD7, CD28 i ligand dla CD40(CD40L)
Pomocnicze- mają cząsteczki CD4
-Limfocyty Th1-pomoc w odpowiedzi typu komórkowego. Wytwarzają IL-2 (stymuluje cytotoksyczność Tc), IFN-gamma (aktywuje makrofagi, hamuje Th2)
- Limfocyty Th2-pomoc w odpowiedzi humoralnej. Pomagają limfocytom B w odpowiedzi na antygen i w wytwarzaniu przeciwciał. Wydzielają cytokiny powodujące aktywację, wzrost i różnicowanie limfocytów B (IL-3, IL-4, IL-5, IL-13), prekursorów limfocytów Tc i makrofagów oraz hamujące wydzielanie Th2 i odpowiedź komórkową (IL-10).
Supresorowe- mają cząsteczki CD8
Hamują odpowiedź immunologiczną zapobiegając autoagresji. Hamują aktywność autoreaktywnych limfocytów T, uczestniczą w procesie tolerancji pokarmowej, tolerancji transplantacyjnej, tolerancji na zmienione ligandy peptydowe, czyli zmienione antygeny nabierające cech antagonistów.
Cytotoksyczne-mają cząsteczki CD8
Niszczą głównie komórki zakażone wirusami, wydzielają IFN-gamma i IL-2.
Inne, np. limfocyty Tdth biorące udział w nadwrażliwości typu opóźnionego
Receptory limfocytów T (TCR)-rozpoznają antygeny przetworzone, występujące na powierzchni komórki w połączeniu z białkami MHC. Ok. 5*104 w komórce.
TCR zbudowany jest z 2 łańcuchów mających część zmienną i część stałą. Jest związany z komórką poprzez krótki odcinek śródbłonowy i krótki odcinek wewnątrzkomórkowy.
2 rodzaje TCR: zbudowane z łańcuchów α i β(90%) oraz zbudowane z łańcuchów γ i δ
w częściach łańcuchów zmiennych TCR znajdują się 3 regiony hiperzmienne determinujące dopasowanie (CDR)
zarówno TCRαβ jak i TCRγδ wiążą się w błonie limfocytu T z kompleksem CD3 (łańcuchami niezmiennymi) pośredniczącym w przekazywaniu sygnału aktywującego komórkę pochodzącego od TCR aktywowanego antygenem limfocytu T
kompleks TCR-CD3 pozostaje w błonie w kontakcie z CD2, CD5, CD4 lub CD8
W Th receptorom TCR towarzyszą koreceptory CD4 rozpoznające MHC klasy II, limfocyty Tc mają koreceptory CD8, rozpoznające MHC klasy I (tzw. restrykcja).
Z wykorzystaniem białek MHC obu klas wiążą się dwa mechanizmy przetwarzania i obróbki antygenu przez APC, które przebiegają w 2 etapach:
Degradacja enzymatyczna antygenu przez APC do małych peptydów
Związanie peptydów z cząsteczkami MHC klasy I (8-9 aminokwasów) lub MHC klasy II (>= 12 aminokwasów)
Mechanizmy:
Dla białek z zewnątrz lub własnych związanych z błoną komórkową dostających się do APC na drodze fagocytozy lub innej formy endocytozy. Białka degradowane są przez enzymy lizosomalne, peptydy łączą się z MHC klasy II i wędrują jako kompleks na powierzchnię komórki
Dla białek syntetyzowanych w obrębie komórki (własnych prawidłowych i nowotworowych oraz wirusowych). Powstałe po degradacji peptydy wiążą się z MHC klasy I w ER i są transportowane przez aparat Golgiego na powierzchnię komórki
Każda jądrzasta komórka ma na swojej powierzchni cząsteczkę MHC klasy I, natomiast MHC klasy II posiadają tylko komórki prezentujące antygen (APC): komórki dendrytyczne, makrofagi, limfocyty B.
Limfocyty Th są subpopulacją limfocytów T pełniących funkcje związane z pobudzaniem odpowiedzi odpornościowej. Ponad 90% tych limfocytów nosi na swojej powierzchni cząsteczki CD4, ale reguła ta nie zawsze jest spełniona. W związku z tym rozpoznają one antygeny połączone z cząsteczkami MHC klasy II.
Ogólnie limfocyty Th są pobudzane przez komórki prezentujące antygen (w skrócie APC, od ang. Antigen Presenting Cell) w obrębie węzła chłonnego. Po pobudzeniu dochodzi do produkcji cytokin, które mają zdolność modulowania odpowiedzi odpornościowej. Ze względu na profil wydzielanych cytokin i dodatkowe właściwości wyróżnia się sześć subpopulacji tych limfocytów:
komórki ThP, czyli limfocyty Th dziewicze, które wydzielają jedynie IL-2;
komórki Th0, wydzielające IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-10, GM-CSF, IFN-gamma
komórki Th1, wydzielające IL-2, IL-3, IFN-&gamma, i GM-CSF, podobnie jak limfocyty Th2 wywodzą się z limfocytów Th0
komórki Th2, wydzielające IL-4, IL-5, IL-10, IL-13 i GM-SCF
komórki Th3, wydzielające duże ilości TGF-β
komórki ThM, czyli limfocyty Th pamięci, wydzielają tylko IL-2 i łatwiej ulegają pobudzeniu.
Komórki ThP (limfocyty Th dziewicze) to limfocyty, które nie miały jeszcze kontaktu z danym antygenem. Do ich pobudzenia nie wystarczy jednak samo rozpoznanie antygenu, gdyż niezbędny jest tutaj tzw. sygnał kostymulujący, czyli zespół innych cząsteczek niezbędnych do pobudzenia, obecnych zarówno na APC, jak i na limfocycie. W odróżnieniu od ThP, komórki ThM nie wymagają drugiego sygnału.
W wyniku pobudzenia komórek ThP powstają komórki Th0, wydzielające cytokiny charakterystyczne dla limfocytów Th1 i Th2. W wielu przypadkach infekcja kończy się przed ich dalszym różnicowaniem, ale jeśli antygen nie zostanie zwalczony, dochodzi do ich przekształcenia w limfocyty Th1 lub Th2, zależnie od obecnych w środowisku reakcji odpornościowej sygnałów (np. typu antygenu, cytokin).
Pomiędzy limfocytami Th1 i Th2 istnieje pewien antagonizm. Limfocyty Th1 wspierają głównie odpowiedź komórkową, natomiast Th2 -- odpowiedź humoralną. Ponadto cytokiny wytwarzane przez Th1 wpływają ujemnie na rozwój komórek Th2 i vice versa. Zjawiska te są podstawą polaryzacji immunologicznej, pełniącej kluczową rolę w regulowaniu odpowiedzi odpornościowej. Od tego procesu zależy często możliwość pozbycia się patogenu z zarażonego organizmu.
Komórki Th3 można zaliczyć do limfocytów Treg ze względu na ich właściwość hamowania reakcji odpornościowej.
Limfocyty Th są zatem komórkami pełniącymi istotną rolę w regulacji odpowiedzi odpornościowej co jest przyczyną ich intensywnego badania na całym świecie.
Limfocyty Th z antygenem CD4 są celem ataku wirusa HIV.
Limfocyty B- wydzielają przeciwciała, zarówno wolne jak i związane z błoną komórkową tworzące receptor BCR. Na ich powierzchni znajdują się również takie cząsteczki jak MHC klasy I i II, CD19, CD20, CD21, CD22, CD32, CD40, CD72, CD80, CD86. podczas odpowiedzi immunologicznej różnicują się w plazmocyty. Ich receptor BCR tworzony jest przez immunoglobuliny powierzchniowe z klas IgM i IgD. Rozpoznają one antygen w stanie naturalnym, niezależnie, czy jest rozpuszczony w płynach ustrojowych, czy znajduje się na powierzchni komórki
Receptory immunoglobulinowe BCR- immunoglobuliny powierzchniowe wiążące antygen na powierzchni limfocytu B
Limfocyt pre-B ma receptory zbudowane z łańcucha ciężkiego μ oraz 2 białek tworzących łańcuch pseudo-L (zastępczy łańcuch lekki)
Niedojrzały limfocyt B ma już na powierzchni receptory immunoglobulinowe IgM i IgD składające się z łańcuchów ciężkich μ i δ oraz normalnych łańcuchów lekkich. W wyniku aktywacji antygenem limfocyt ten może przystąpić do uwalniania IgM, chyba że zmieni klasę syntetyzowanych przeciwciał
Limfocyty B pamięci mają na powierzchni IgG, IgA lub IgE i w czasie wtórnej odpowiedzi immunologicznej będą wydzielały przeciwciała odpowiednich klas
BCR mają identyczne z wolnymi Ig części zmienne, natomiast różne części stałe
Połączone są w błonie z białkami Igα (CD79a) oraz Igβ(CD79b) będącymi odpowiednikami kompleksu białek CD3
NK (natural killers)- stanowią 70% dużych ziarnistych limfocytów, posiada zdolność do spontanicznej nie podlegającej MHC-restrykcji cytotoksyczności w stosunku do komórek nowotworowych. Mają też zdolność do cytotoksyczności komórkowej zależnej od przeciwciał w stosunku do opłaszczonych przeciwciałami komórek docelowych. Posiadają CD16, czyli receptor dla fragmentu Fc IgG umożliwiający udział w cytotoksyczności.
Limfocyty NK(natural killers) - limfocyty, które rozpoznają i niszczą komórki zakażone przez wirusy i komórki nowotworowe. W przeciwieństwie do cytotoksycznych limfocytów T, limfocyty NK nie rozpoznają specyficznych antygenów mikroorganizmów ani komórek nowotworowych, więc limfocyty NK są zaliczane do komórek nieswoistej odpowiedzi immunologicznej. Chętnie atakują komórki, które nie prezentują na swojej powierzchni białek MHC klasy I.
Komórkami K nazywamy te komórki, które są zdolne do zapoczątkowania reakcji ADCC względem określonej komórki docelowej opłaszczonej przeciwciałami. W związku z tym do grupy komórek K tradycyjnie zalicza się: komórki NK, makrofagi, monocyty, niektóre limfocyty T, neutrofile, eozynofile i trombocyty. W węższym znaczeniu termin "komórka K" oznacza tylko komórki limfoidalne biorące udział w ADCC, czyli komórki NK i limfocyty T.
Krążenie limfocytów
Drogi wędrówki .
Do węzła limf.napływają głównie drogą naczyń krwionośnych i w odcinkach żyłek pozawłosowatych przechodzą między komórkami śródbłonka do miąższu ęzła, głównie w strefie parakortykalnej. Niewielka liczba limf.dociera do węzłów poprzez naczynia limfatyczne doprowadzające. Są to limfocyty, które opuściły naczynia w tkance łącznej wiotkiej, a następnie przestrzeniami międzykom. Przedostały się do naczyń limfatycznych.
Część z napływających do węzła limfocytów (głównie T) wędruje następnie przez strefę parakortykalną, a inne (gł.B) przez korę zewnętrzną. Następnie przesuwają się do zatok węzła, aby ewentualnie opuścić węzeł drogą naczyń limf.odprowadzających.
Po opuszczeniu węzła uchodzą one drogą naczyń limfatycznych do przewodu piersiowego i do krwiobiegu.
Limfocyty krążące przechodzą w swej wędrówce z krwi do limfy, nie tylko przez węzły limfatyczne, ale także przez śledzionę i kępki Peyera.
Przechodzenie limfocytu przez ścianę naczynia poprzedzone jest adhezją limfocytu do śródbłonka naczynia. Istotną rolę w tym procesie pełnią cząsteczki adhezyjne, obecne na powierzchni limfocytów (tzw. receptory zasiedlania). Adresyny naczyniowe - cząsteczki obecne na powierzchni naczyń. Część z nich należy do integryn inne do selektyn.
Receptory zasiedlania.
Co najmniej 2 typy na limfocytach. Rozpoznają:
- kom.wysokiego śródbłonka obwodowych węzłów limf.
- kom.wysokiego śródbłonka w tk.limfatycznej związanej z błonami śluzowymi.
LAM-1 rozpoznaje reszczty kw.sialowego na strukturach związanych z wysokim środbł.obwodowych węzłów limfatycznych i należący do selektyn;
CD44 (H-CAM) rozpoznaje struktury na kom.wys.śródbł. zarówno węzłów l. jak i kępek Peyera.
Integryny są cząsteczkami odpowiedzialnymi za wzajemną adhezję komórek oraz adhezję komórek do białek macierzy między komórkowej. Biorą udział w regulacji przylegania i przechodzeniu leukocytów przez ścianę. Niektóre z nih rozpoznają i wiążą w obrębie ligandu charak. Sekwencję RGD. Integryny składają się z dwóch łańcuchów: alfa i beta połączonych niekowalencyjnie. Integryny mające różne łań.alfa a identyczne beta tworzą podrodzinę, np. podrodzina beta1 lub beta2.
Należąca do podrodziny beta2 itegryna LFA-1 występuje na l.B, T, monocytach i granulocytach. Łączy się ona ze strukturami ICAM-1, ICAM-2 lub ICAM-3 występującymi na różnych typach kom.śródbłonka.
Ekspresja LFA-1 na limf. Wzrasta w wyniku pobudzenia antygenem, natomiast ekspresja ICAM-1 wzrasta na kom. Śródbłonka w trakcie rozwijających się lokalnie r-cji immunologicznych i zapalnych. Wzrost ICAM-1 indukują: IL-1alfa, beta, TNF alfa, beta, INF gamma.
Adresyny.
- obecne w komórkach śródbłonka naczyń
- kierują limfocyty do odpowiednich tkanek
- wiążą się z odpowiednimi receptorami zasiedlania
Selektyny.
- uczestniczą w toczeniu się limfocytu po powierzchni śródbłonka
- wykazują silne powinowactwo do swoich ligandów
- selektyny L - obecne na powierzchni limfocytu
- selektyny E i P - wytwarzane na komórkach śródbłonka, pod wpływem niektórych mediatorów zapalenia (LPS, TNF, IL- 1, histamina)
- wiążą się z glikoproteidami obecnymi na powierzchni leukocytów bądź komórek śródbłonka
Toczenie się limfocytów
Limfocyty przemieszczajace sie wraz z krwia przez zylne naczynia wlosowate i
pozawlosowate, w tkankach w których toczy sie proces zapalny lub we wtórnych narzadach
limfatycznych, moga byc mobilizowane do opuszczenia naczynia. W pierwszej fazie tego
bardzo zlozonego procesu, który jest sekwencja nastepujacych po sobie zjawisk, dochodzi do
spowolnienia przemieszczania sie limfocytów wzdluz komórek sródblonka a nastepnie
toczenia sie limfocytów po powierzchni endotelium. Szczególne znaczenie w tej fazie
migracji limfocytów maja obecne na ich powierzchni czasteczki selektyny-L [11,16].
Selektyny sa mozaikowymi bialkami blonowymi, których C-koncowy fragment znajduje sie
w cytoplazmie. Pozakomórkowy N-koncowy fragment, tworza trzy rodzaje modulów
polipeptydowych [17]. Ta budowa selektyny-L sprawia, ze kazda jej czasteczka moze
jednoczesnie wchodzic w interakcje bialko-bialko oraz bialko-oligosacharyd obecne na
komórkach sródblonka [17]. Toczenie sie limfocytu po powierzchni komórek sródblonka jest
procesem naprzemiennego laczenia i oddzielania sie, czasteczek selektyny L limfocyta z
odpowiadajacymi im czasteczkami adresyny np. obwodowych wezlów chlonnych (peripheral
node addressin - PNAd) lub czasteczkami adresyny charakterystycznej dla blon sluzowych
(mucosal addressin cell adhesion molecule-1 - MAdCAM-1) [18-22]. Laczenie sie L
selektyny z odpowiadajacymi jej czasteczkami adresyn na komórkach sródblonka w sposób
justakrynny, powoduje przejscie formy nieaktywnej w aktywna oraz zwieksza ekspresje
czasteczek antygenu zwiazanego z czynnoscia limfocytów (lymphocyte function-associated
antigen-1 - LFA-1) [18,19]. Czasteczki LFA-1 naleza do klasy integryn, blonowych
receptorów adhezyjnych [17]. Nie jest wykluczone, ze w procesie toczenia sie limfocyta
nieaktywna forma integryny 41 tworzac slabe, krótkotrwale wiazania z czasteczkami
adhezji komórek naczyniowych (vascular cell adhesion molecule-1 - VCAM-1), moze
uczestniczyc w procesie toczenia sie limfocyta po powierzchni aktywowanych komórek
sródblonka [22-24]. Istotne znaczenie w procesie toczenia sie limfocyta odgrywaja równiez
czasteczki adhezji naczyniowej - 1 (vascular adhesion molecule-1 - VAP-1) [16,25,26]. Te
obecne na powierzchni komórek sródblonka obdarzone aktywnoscia monoaminooksydazy
sialoglikoproteiny, laczac sie z resztami aminowymi glikoproteidów powierzchni limfocyta,
katalizuja ich oksydacyjna dezaminacje [25-27]. Skutkuje to powstawaniem krótkotrwalych
wiazan kowalencyjnych pomiedzy toczacym sie limfocytem i komórkami sródblonka [25,27].
Jest to proces niezalezny od selektyny L [16,25-27].
Toczacy sie po powierzchni komórek sródblonka limfocyt jest coraz silniej
aktywowany. Spowalnianie toczenia sie wynika z jednej strony z pojawiania sie coraz
wiekszej ilosci aktywnych czasteczek LFA-1 oraz coraz wiekszego udzialu integryny 47
limfocyta, której ligandem jest czasteczka MAdCAM-1 komórki sródblonka [21,28-30]. W
procesie aktywacji toczacego sie limfocyta bardzo istotna role odgrywaja chemokiny m.in.
monocytarny chemotaktyczny czynnik bialkowy - 1 (monocyte chemoattractant protein - 1 -
MIP-1) oraz bialko zapalne makrofagów - 1 (macrophage inflammatory protein - 1 - MIP-
1), które w sposób istotny zwiekszaja równiez ekspresje blonowa integryn [31-36]. To
wlasnie integryny limfocytarne sa odpowiedzialne za ostateczne wyhamowanie limfocyta i
scisle jego przyleganie do powierzchni komórek sródblonka naczyniowego [30,37,38]. W
trakcie toczenia sie oraz w fazie scislego przylegania limfocyt "gubi" ze swej powierzchni
czasteczki selektyny L w procesie enzymatycznej hydrolizy proteolitycznej co umozliwi
przejscie do kolejnej fazy migracji ukierunkowanej [39].
W mechanizmie ukierunkowanej migracji limfocytów bardzo istotne znaczenie
odgrywa równiez blonowe bialko przekaznikowe G (G protein). Czasteczki tego bialka
(heterotrimer zawierajacy podjednostki , i γ) sa równomiernie rozmieszczone na
powierzchni limfocytów. Sygnal pobudzajacy (np. wysokie stezenie chemokin lub cytokin)
pochodzacy od komórki sródblonka powoduje, ze fragmenty receptorowe bialka G, w
ograniczonej czesci blony komórkowej limfocyta, wiaza najwieksza liczbe czasteczek
sygnalowych. Dochodzi do aktywacji najwiekszej liczby czastek bialka G blony komórkowej
limfocyta w miejscu jego najblizszego kontaktu z blona cytoplazmatyczna komórki
endotelialnej. Podjednostka bialka G (wystepujaca w kilku odmianach - i, q, 12, 13) jest
odpowiedzialna za przejscie formy nieaktywnej, wiazaca GDP w forme aktywna czasteczki -
wiazacej GTP [40]. Jest to jeden z pierwszych etapów rozpoczynajacej sie ukierunkowanej
polaryzacji komórki migrujacej. Przeniesienie sygnalu pobudzajacego ukierunkowana
migracje z aktywnego bialka G na elementy cytoszkieletu, które musza ulec istotnej
rearanzacji w trakcie przemieszczania sie komórki, odbywa sie poprzez system bialek G o
niskiej masie czasteczkowej (low-molecular-weight G proteins) obdarzonych aktywnoscia
GTP-azowa. Bialko G aktywuje male GTP-azy bezposrednio poprzez system czynników
wplywajacych na nukleotydy guaninowe (guanine nucleotide exchange factors - GEFs) lub
posrednio poprzez aktywacje kinazy proteinowej C (PKC), kinaz tyrozynowych (TK) lub
cAMP [21]. Aktywacja malych GTP-az zaliczanych glównie do podrodziny Rho (m.in. Rho,
Rac i Cdc42) prowadzi m.in. do fosforylacji lekkiego lancucha miozyny a co za tym idzie
bedzie mialo wplyw na zalezne od filamentów aktynowych, zmiany struktury cytoszkieletu
migrujacej komórki [33,40-43]. Zaznaczyc nalezy, ze czasteczki Rho, stanowia czesc
kompleksu zwiazanego z cytoplazmatycznym fragmentem receptora dla IL-1. Polaczenie
wiec tej prozapalnej cytokiny z receptorem na powierzchni limfocyta moze aktywowac GTPaze
Rho dodatkowa droga, czesciowo tylko zalezna od bialka G [43]. Poszczególne male
GTP-azy (zwl. Rho i Cdc42) moga byc równiez aktywowane przez chemokine uwalniana
przez komórki macierzy miedzykomórkowej (stroma cell-derived factor-1 - SDF-1) [33].
Układ dopełniacza
Należy do odporności nie swoistej, gdyz sam nie rozpoznaje precyzyjnie antygenów i aktywowany jest (przynajmniej w klasycznej drodze) przez przeciwciała
Bialka uczestniczące w procesie aktywacji dopełniacza.
|
Bialko |
Funkcja |
składniki drogi klasycznej i lektynowej |
C1(q,r,s) |
*Zapoczatkowuje klasyczna droge aktywacji dopełniacza *C1q wiaze się z fragmentem Fc przeciwicial *r i s to proteazy aktywujące C4 i C2 |
|
C4 |
*C4b wiaze się kowalencyjnie do pow drobn lub kom ze związanym antygenem *C4b wiaze C2 który jest rozkladany przez C1s *C4a nasila sta zapalny |
|
C2 |
*C2a jest proteza serynowa która jest składnikiem konwertazyC3 i C5 |
składniki drogi alternatywnej |
C3 |
*C3b wiaze się do pow drobn i dziala jako skl konwertazy C3 i C5 *C3a nasila stan zapalny |
|
Czynnik B |
*Bb jest proteza serynowa która jest skl konwertazy C3 i C5 |
|
Czynnik D |
*proteza serynowa która rozklada czynnik B kiedy jest on związany z C3b |
|
properdyna |
*stabilizuje konwertaze C3(C3bBb) na pow drobn |
Droga klasyczna kompleks antygen-przeciwcialo + kompleks C1, C4 i C2
Klasyczna droga aktywacji dopełniacza została poznana najwcześniej. Najważniejszą jej cechą jest niewątpliwie zależność od przeciwciał, które związały epitopy na antygenie. Przeciwciała jako takie nie mogą wpływać niszcząco na komórkę patogennego mikroorganizmu lub pasożyta, ale mogą uruchomić dopełniacz, który tego dokona. Z tą właściwością związana jest także nazwa dopełniacza, jest on bowiem dopełnieniem obronnej funkcji przeciwciał.
Przeciwciała przyłączają się do epitopów, do nich z kolei przyłącza się cząsteczka C1q, rozpoczynająca drogę klasyczną. Jej kształt przypomina wiązkę 6 tulipanów, przy czym do aktywacji dopełniacza niezbędne jest połączenie przynajmniej dwóch główek "tulipanów" z przynajmniej dwoma przeciwciałami wiążącymi antygen. Związanie przeciwciał wywołuje zmianę konformacyjną "łodyżek tulipanów", pomiędzy którymi związane są proteazy serynowe C1r i C1s. Przeciwciała zdolne do aktywacji C1q to przede wszystkim IgM i IgG (oprócz podklasy IgG4)
C1r jest pobudzana za pomocą zmiany konformacyjnej C1q i w rezultacie powoduje przecięcie, i tym samym uaktywnienie, proteazy C1s. Ta aktywacja jest już trwała i nie zależy od dalszych zmian konformacyjnych C1q.
...przyłączenie C2 do C4b, po czym C2 jest rozkładany do C2a i C2b przez C1s. Tak powstały kompleks C4b2a nosi nazwę konwertazy C3 drogi klasycznej i jest niezwykle ważny dla prawidłowego działania dopełniacza.
Konwertaza C3 rozkłada składnik C3 do C3a (kolejna anafilatoksyna) oraz C3b, który może:
przyłączyć się do konwertazy C3, tworząc konwertazę C5 drogi klasycznej.
Tak powstała konwertaza C5 rozkłada białko C5 do C5a (anafilatoksyna) i C5b. Ten drugi fragment będzie brał udział we wspólnym dla wszystkich dróg tworzeniu MAC.
Niezwykle istotne dla prawidłowego działania dopełniacza są konwertazy. Ich znaczenie wynika przede wszystkim z wzmacniającego działania: pojedyncza konwertaza C3 może potencjalnie wyprodukować setki tysięcy cząsteczek C3b, z których każda może dać początek kolejnej konwertazie C3 lub C5. Z kolei konwertaza C5 może wyprodukować znaczne ilości C5b, a każda z tych cząsteczek może potencjalnie utworzyć nowy MAC. W rzeczywistości jednak znaczna liczba fragmentów C3b w ogóle nie odłoży się w błonie, ani nie stworzy konwertazy C5, gdyż ze względu na swoją reaktywność może połączyć się z białkami w płynie tkankowym albo z wodą. Dlatego też wytworzenie znacznych ilości C3b jest w ogóle niezbędne do zadziałania dopełniacza. Niemniej jednak, funkcja amplifikacyjna konwertaz jest bardzo istotna. Podobną rolę odgrywa także C1s, która może dostarczyć dużych ilości C4b.
Tworzenie kompleksu atakującego błonę
Tworzenie kompleksu atakującego błonę składa się już wyłącznie z reakcji nie wymagających aktywności enzymatycznych.
Po wytworzeniu C5b przez konwertazę dowolnej z dróg aktywacji dopełniacza, dochodzi do połączenia się C5b z C6. W kolejnym kroku do C5b-6 dołączane są C7 i C8. Powstaje kompleks C5b-8, który ma zdolność włączania się w błonę komórkową i przyłączania kolejnych cząsteczek C9. Przyłączenie 2-14 cząsteczek C9 powoduje utworzenie w błonie komórkowej kanału, którego średnica zależy od liczby wbudowanych C9. Powstanie kanałów powoduje wypływ z komórki jonów, ATP, substancji odżywczych i wielu innych związków, z drugiej strony natomiast do komórki napływa woda (ze względu na wyższe ciśnienie osmotyczne w komórce), mogą się do niej dostawać różne czynniki bakteriobójcze i bakteriostatyczne (np. lizozym) oraz różne leki, np. antybiotyki.
Mimo takiego działania, tworzenie MAC prawdopodobnie nie jest najbardziej doniosłym skutkiem uaktywnienia dopełniacza. Obecnie wydaje się, iż najważniejszy jest fakt, że związane z błoną składowe dopełniacza mogą działać jako opsoniny i brać udział w immunofagocytozie.
Droga alternatywna
Droga alternatywna była drugą w kolejności odkrytą drogą aktywacji dopełniacza. Sens jej działania polega na tym, że rozpoczyna się ona spontanicznie i atakuje każdą dostępną błonę biologiczną, jednak na komórkach własnego organizmu jest unieszkodliwiana. Poniższy rysunek przedstawia przebieg drogi alternatywnej, podobnie jak poprzednio cyfry odpowiadają kolejnym opisywanym etapom.
Fragment Ba wydostaje się do środowiska reakcji, natomiast fragment Bb pozostaje związany z C3(H2O). Tak powstały kompleks jest aktywny enzymatycznie i tworzy rozpuszczalną konwertazę C3 drogi alternatywnej.
Taka konwertaza rozbija C3, tworząc anafilatoksynę C3a oraz C3b, który może się przyłączać do błony komórkowej.
Związany z błoną C3b przyłącza czynnik B, który jest w podobny sposób jak wcześniej rozbijany na Ba i Bb. W ten sposób powstaje związana z błoną konwertaza C3 drogi alternatywnej, która jest dodatkowo stabilizowana czynnikiem P, czyli properdyną. Z tego powodu droga alternatywna nazywana bywa także properdynową. Konwertazy drogi alternatywnej mają podobne znaczenie, jak konwertazy drogi klasycznej.
Konwertaza C3 rozkłada C3, dając w efekcie C3a i C3b. Ten drugi może teraz przyłączyć się do błony, dając początek kolejnej konwertazie, może również przyłączać się do już istniejącej konwertazy C3, tworząc konwertazę C5 drogi alternatywnej.
Konwertaza C5 rozkłada C5 do anafilatoksyny C5a oraz fragmentu C5b, który zapoczątkuje tworzenie MAC.
Droga alternatywna jest, poprzez C3b, powiązana z drogą klasyczną. Wytworzony bowiem podczas drogi klasycznej C3b może po związaniu się z błoną wiązać czynnik B i tworzyć konwertazę C3 drogi alternatywnej.
Droga lektynowa
Droga lektynowa jest w ogólnych zarysach podobna do drogi klasycznej, różnią się one tylko pierwszymi etapami. W przypadku drogi lektynowej antygen nie musi być rozpoznany przez przeciwciała, są one bowiem zastąpione nieswoiście wiążącymi cukry kolektynami, czyli białkami mającymi domeny lektynowe oraz długie ogonki o strukturze przypominającej kolagen. Do kolektyn należą białka surfaktantu płucnego A i D oraz lektyna wiążąca mannozę (MBL), wstępująca w osoczu.
Lektyna wiążąca mannozę jest głównym czynnikiem zapoczątkowującym drogę lektynową. Podobnie jak C1q ma ona 6 główek umieszczonych na długim styliku, który może wiązać proteazy serynowe MASP-1 i MASP-2. Gdy nastąpi związanie MBL do powierzchni antygenu, MASP-1 zostaje aktywowana na skutek zmiany konformacyjnej trzonka MBL, po czym, podobnie jak C1r aktywuje C1s, MASP-1 może dokonać proteolitycznego cięcia MASP-2. Ten enzym z kolei jest odpowiednikiem C1s i może rozkładać C2 i C4. Dalsze etapy są identyczne jak w klasycznej drodze aktywacji dopełniacza. Kompleks kolektyna-MASP-1-MASP-2 zastępuje więc zarówno przeciwciało, jak i C1q, C1r i C1s drogi klasycznej.
Ze względu na swoje właściwości oraz prawdopodobnie wczesne pojawienie się w trakcie filogenezy MBL bywa czasem określana jako "praprzeciwciało". Droga alternatywna i droga lektynowa mają duże znaczenie, mogą bowiem zapoczątkować reakcję odpornościową bezpośrednio po wniknięciu patogenu do organizmu. Droga klasyczna może być rozpoczęta dopiero na skutek wytworzenia przeciwciał, co następuje po upływie pewnego czasu po pojawieniu się antygenu w organizmie.
Rola składników dopełniacza
DROBNOUSTROJE aktywacja składników dopełniacza
stan zapalny:C3a(stymuluje komórki tuczne do uwolnienia histaminy)C5a(aktywuje fagocytoze i przyciąga fagocyty)
cytoliza MAC(przebija blone kom bakterii powodując jej lize)
fagocytoza: C3b(wzmacnia fagocytoze przezs opsonizacje bakterii)
Białko wiążące mannozę albo lektyna wiążąca mannozę (MBL, z ang. mannose binding lectin) to białko należące do kolektyn, mające zdolność do wiązania mannozy i uruchamiania reakcji dopełniacza. MBL składa się z sześciu domen lektynowych zależnych od wapnia, od których odchodzą "ogonki" o strukturze podobnej do struktury kolagenu. Ogonki te splatają się w długi stylik, mający zdolność wiązania proteaz MASP-1 i MASP-2. Po związaniu mannozy dochodzi do zmian konformacyjnych, uruchamiających te proteazy. Efektem jest zapoczątkowanie tzw. lektynowej drogi aktywacji dopełniacza.
Ze względu na fakt, że lektynowa droga aktywacji dopełniacza jest podobna do drogi klasycznej, a MBL pełni funkcje podobne do przeciwciał podczas tej drogi aktywacji, białko wiążące mannozę nazywane bywa praprzeciwciałem. Wiąże się to także z faktem, że MBL jest starsze filogenetycznie, niż immunoglobuliny.
Wiazanie antygenow przez makrofagi
*Antygen
*IgG (IgG Fc receptor- rozpoznaje ogonek w czasteczce przeciwiciala, przez przeciwciała oplaszczajace)
*complement receptor (dla składników dopełniacza)
Fagocytoza-rola przeciwciał i składnika dopełniacza C3b
W drodze fagocytozy komórka pochłania duże cząstki pokarmowe np. bakterie. Fagocytozie nie towarzyszy ubytek błony komórkowej. Gdy receptory błonowe wykryją obecność cząstki pokarmowej na powierzchni błony tworzy się wgłębienie, do którego wciągana jest cząstka pokarmowa. Wgłębienie przybiera postać pęcherzyka, który oddziela się od błony i zaczyna wędrować razem z cytoplazmą. Dołączają się do niego lizosomy i przelewają swoją zawartość, czyli enzymy trawienne. Od tej pory mówi się o wodniczce pokarmowej. Cząstka pokarmu zostaje strawiona i wchłonięta do cytoplazmy, a niestrawione resztki są wyrzucane na zewnątrz, gdy wodniczka z powrotem łączy się z błoną komórkową.
Receptory dla składników dopełniacza
Najistotniejsze funkcje receptorów dla dopełniacza:
ułatwienie wiązana i fagocytozy przez kom żerne opłaszczonych przeciwciałami czasteczek lub komórek
usuwanie kompleksów immunologicznych
regulacja (głownie hamowanie)aktywacji dopełniacza
udział w kilku typach odp immunologicznej
najwazniejsza rola przypada receptorom CR1, CR3
CR1:
CR1 zwany tez receptorem C3b wystepiuje w róznym stężeniu w roznych kom
Fagocytoze przez CR1 stymuluje fibronektyna i laminina podobnie jak CR2 I 3
Na erytrocytach spełniaja ważną rolę-ususwanie z krwioobiegu kompleksów immunologicznych zawierających dopełniacz, którek mogłyby się odkładać w nerkach i indukować uszkodzenie
Adherencja immunologiczna- przyleganie opłaszczonych przez dopełniacz kompleksów immunologicznych bakterii lub wirusów
CR2:
Zwany tez rec C3d, wystepuje głównie na limf B, DC i kom nabł gardła
Jest istotny dla odp humoralnej
Chroni przed apopotoza
wzmaga aktywacje limf B przez czasteczki CD19, CD81 tworzac koreceptor limf B
Obecność CR2 na grudkowych kom dendrytycznych ma znaczenie w utrzymywaniu limf B pamieci
Wiekszosc limf B ma CR1 i CR2, natomiast tylko nieliczne limf T maja CR1
CR3:
Określany symbolami Mo-1 lub Mac-1
Udział w fagocytozie czasteczek lub kom wiążących skl dopełniacza
Unikatowa wł wiazania bezpośr niektórych bakterii
Mze laczyc się z lipopolisachrydem bakterii
Obecny jest na kom Kułtwaijąc cytotoksycznośc zależna od przeciwciał
Wykorzystywany jest prze niektóre bakterie i wirusu (niestety) HIV
CR1,3,4
Występują na nutrofilach, monocytach, makrofagach
Ich główna funkcja jest udział w fagocytozie kompleksow immunologicznych i mikroorg
Inne właściwości dopełniacza
Składniki dopełniacza C3b, C4a, C5a anafilotoksyny
Wywyoluja degranulacje kom tucznych i bazofilow i uwalnija z nich preformowane mediatory anafilaksji
Stymuluja synt kw. Arachidonowego
Skla C3a i C5amaja wl chemotaktyczne wobec monocytów i neutrofilów
Regulacja układu dopełniacza
Głównym choc nie jedynym zadaniem mech regulujących aktywność okl dopełniacza jest własnie zabezpieczenie naszego orga przed jego działaniem
Zabezpieczenie to obejmuje zdolność niektórych skl do spontanicznego rozkaldu np. konwertaz C3 i C5drogi alternatywnej
Mech i czynniki regukujace można podzielic na takie ,które SA zw z bl kom i takie które działają w plynach tkankowych
W bł kom: CR1, DAF, MCP, HRF
CR1 podobnie jak czynnik MCp, C4bp, H są kofaktorami dla cz I rozkładającego C4b i C3b
Ma zdolności inaktywowania kowertaz C3 i C5
Potencjalny cz chroniacy przed uszkodzeniem tkanek w reakcjach zapalnych i autoimmunizacyjnych
Wiąże aktywnyC1Ri Cis blokując dalszą aktywację (jest to ważne,bo Ciq ma zdolnośc do powolnej aktywacji
Hamuje kilka innych proteaz serynowych jak kalikreina, plazmina
DAF:Czynnik przyspieszajacy rozklad
Wybitnie przyspiesza spontaniczny rozpad konwetraz C3 C5obydwu dróg
MCP: Błonowy kofaktor białkowy
Błonowy kofaktor białkowy
Wiaże skl C3bi C4b w konwertazie
Ma podobna f-cje do CR1
HRF- Cz restrykcji homologicznej
Wiaze C8 i C9
Wyst na limf B, T, neutrofilach i monocytach
Hamuje polimeryzację C9, formowanie się kompleksu atakującego błone i tworzenie się kanałów
Czynnik I, inaktywator C3b/C4b
Preteaza osocza rozkładająca C3b i C4b-wolne i związane w konwertazach
Kofaktrem czynnika I są w bł kom: CR1, CR2, MCP, a w płynach tkankowych czynnik H i białko wiążące C4
Białko wiążące C4 przyspiesza wiążące C4b- zarówno spontaniczny jak i wywołany przez cz I rozpad konwertazy C3 drogi klasycznej
Cz H wiążac C3b działa analogicznie do konwertazy C3 drogi alternatywnej
Cz H i białko wiążące C4 efekyuwnie wiąża w osoczu C3b i C4b-zapobiega tworzeniu konwertaz
Di inaktywatorów anafilatoksyn nalleża karboksypeptydazy Ni R inaktywujące C4a, C3a, C5a
Immunokonglutyniny
Autoprzeciwciała przeciw związanym składnikom dopełniacza, głownie C3
Pojawiaja się w następstwie zakażę oraz w stanach zapalnych
Maja zdolnośc aglutynacji pokrytych dopełniaczem czast i mikokroorg
Niektóre mikroorg rozwinęly pewne mechanizmy obrony przed dopełniaczem:
Wirusy opryszczki syntetyzują glikoproteiny określane jako gpC-1 i gpC-2, które mają właściwości wiązania C3bi ochrony zkażonych przez wirusy kom przed atakiem dopełniacza
Wirus krowianki syntetyzuje białko homologiczne do białka wiążącego C4
Białka gE i gI wirusa opryszczki wiąża fragmenty Fc przeciwciał i blokując zarówno aktywację dopełniacza jak i immunofagcytoze
Białko M- skł csiany kom niektórych paciorkowców- przyłacza selektywnie cz H, który chroni te bakterie przed skutkami aktywacji dopełniacza
Dwoinka zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych, pałeczka okrężnicy, krętek blady,i niektóre paciorkowce zawieraja w swej ścianie kom kwas sjalowy, który ułatwia wiązanie i aktywację czynników H i I
U niektórych bakterii dopełniacz aktywuje się na długich łańcuchach polisacharydowych”z dala” od bł kom
Pierwotniak Trypanosoma cruzi syntetyzuje białko podobne do AF, a przywra Schisostoma „przywłaszcza „ sobie w tym celu DAF zakażonego człowieka
Niektóre pierwotniaki usuwają ze swej bł kom próbujący je „przedziurawic” kompleks atatkujący bł komprzez wytworzenie pęcherzyka i oderwanie fragmentu bł z wbudowanym kompleksem
Proteazy wydzielane przez niekó™re kropidlaki, pierwotniaki i niektóre bkterie po porstu rokładają skl dopełniacza
Jad kobry zaiera czynnik tworzący kompleksy CVF-Bb i CVF-BbC3b, które mają właściwości konwertazy C3 drogi alternatywnej. Konwetraza ta nie podlega inaktywującemu cz I, H i wywołuje niehamowaną aktywacje dopelniacza
