Odporność wrodzona-związek z odpornością 

adaptacyjną

Uklad odpornościowy zawiera dwa zintegrowane ze sobą systemy: a) odporności 
naturalnej (wrodzonej), b) adaptacyjnej. Odporność naturalna stanowi ewolucyjnie
starszą formę. Wiele jej genów występuje   w   prymitywnych organizmach 
wielkomórkowych (rośliny i zwierzeta) i bezkręgowców. Uklad ten składa się z 
komórek (makrofagi, komorki dentrytyczne, granulocyty, limfocyty NK) i  białek 
(cytokiny, interferony, chemokiny,  uklad dopełniacza, białka ostrej fazy, defensyny,
etc. Cechy czynnościowe: 1) szybka reakcja z patogenami, bez cech swoistości, 2) 
brak pamięci immunologicznej, 3) ekspresja receptorów komórkowych kodowanych przez 
geny obecne w linii zarodkowej (germ line); 
 
U  kręgowców pojawia się odporność adaptacyjna, zalezna od limfocyttów T i B. Cechy 
czynnościowe: 1) wymagany czas od 5-7 dni dla skutecznej I reakcji z patogenami, 2) 
pamięć immunologiczna, 3) restrykcja klonalna receptorów rozpoznajacych antygen, 4) 
nieograniczona liczba swoistości dla potencjalnych antygenow różnorodność swoistości 
receptorów (repertuar swoistości) powstaje w wyniku rekombinacji DNA (genów
 somatycznych w procesie dojrzewania limfocytów w grasicy (T limfocyty)  i szpiku
 kostnym (B limfocyty).  
     
. 

   

                
          

 

 

Zasadnicza róznica czynnościowa pomiędzy wrodzonym a adaptacyjnym 
układem odporności polega więc  na: a) angażowaniu  odrębnych receptorów 
komórkowych, b) innych mechanizmach rozpoznawania struktur patogenów.

Receptory komorkowe układu odporności wrodzonej rozpoznają zaledwie 
kilkaset swoistości. Poszczegolne receptory są  identyczne dla szystkich komórek 
wykazujacych jego ekspresję (np.receptor  CD14 jest identyczny w dla całej populacji 
 makrofagów). 

Swoistości rozpoznawane przez te receptory występują tylko wśród  drobnoustrojow, a 
nie pochodza od gospodarza. Dotyczą tych struktur, które są charakterystyczne dla 
szerokiej populacji drobnoustrojów (np. obecność  LPS  jest typowa dla wszystkich 
bakterii gram ujemnych). 

 Cechy genetyczne tych receptorów sa przekazywane następnym generacjom, 
a ich swoistosci predysponują do rozpoznania określonych struktur komórkowych
obcego pochodzenia. 
           
Aktywacja ukladu komórek odporności wrodzonej zawsze poprzedza generowanie 
odpornośco adaptacyjnej i kształtuje jej  kierunek różnicowania się. Proces ten zależy
 od ekspresji określonych czynników kostymulacyjnych.    

 

 

 

Cechy charakterystyczne receptorow komórkowych układu 
odporności wrodzonej i adaptacyjnej. 

 

 

Ogromna roznorodność repertuaru swoistości,  która jest  stale tworzona de novo w 
populacji limfocytów poprzez przypadkowe mutacje somatyczne, co powoduje że 
immunokompetentne limfocyty potencjalnie mogą rozpoznać każdą swoistość 
albo jako: a)  obcą (reakcje odpornościowe), b) własną (autoagresja), c) skierowaną na 
antygeny środowiskowe (reakcje z nadwrażliwości). Rozwiązanie w postaci mutacji 
somatycznych dla tworzenia nowych swoistości receptora dla antygenu rozwinęło się 
z powodu ograniczonej liczebności  ludzkiego genomu (75.000- 100.000 genów),   
z których większość nie ma nic wspólnego z układem odpornościowym).Dla 
porównania szacunkowa ilość swoistości antygenowych  rozpoznawanych  w populacji 
komórek T wynosi 10

18

 , a w populacji komorek B  10

14

 . 

Receptory komórek wrodzonego  układu  odpornościowego rozpoznają co najwyzej kilkaset 
swoistośći, powszechnie występujacych w róznych gatunkach drobnoustrojów. Struktury 
te określa się jako „pathogen associated molecular pattern”, a receptory je rozpoznające  
„pattern recognition receptors”. Do najpowszechniej reprezentowanych struktur
rozpoznawanych przez te receptory należą: LPS, peptydoglikan, kwas lipotechojowy, 
mannany (cukry  proste o strukturze mannozy), bakteryjny DNA, dwuniciowy RNA i 
glukany. Chociaż rozpoznawane struktury drobnoustrojów są chemicznie różne to mają 
cechy  wspólne: 1) produkowane są tylko przez drobnoustroje, a nie przez ich gospodarza, 2) 
są istotne dla przeżycia drobnoustrojów,3) występują bardzo powszechnie w populacji
 drobnoustrojów (np.. LPS jest typowy dla wszystkich gram ujemnych bakterii).       

 

 

 Pattern recognition receptors:

1) kodowane przez geny linii zarodkowej. Ekspresja na wielu typach komórek wrodzonego ukła-
du odporności, głownie profesjonalnych komorek prezentujacych antygen: monocyty, makro-
fagi komorki dentrytyczne i limfocyty B. 2) nie wykazuja restrykcji klonalnej, tj. ich swoistość 
jest identyczna wśród komórek danej populacji (np.. makrofagów), 3) ich kontakt z rozpozna-
waną strukturą drobnoustrojów indukuje natychmiastowa reakcję efektorową, zazwyczaj bez 
proliferacji.

Strukturalnie „pattern recognitition receptors” należą do wielu rodzin białek. Czynnościowo 
dzielą na trzy grupy: wydzielnicze, endocytarne, sygnałowe. Wydzielnicze  działaja jako 
opsoniny które łącza się z określonymi strukturami blon komórkowych drobnoustrojow , co ułatwia
 ich rozpoznanie przez uklad dopelniacza i fagocyty. 

Najlepiej scharakteryzowanym receptorem tej klasy jest lektyna wiaząca mannan (mannan -
binding lectin- MB). Wystepuje jako skladnik surowicy, produkowana w watrobie (komponenta 
tzw odpowiedzi ostrej fazy). Wiąże się z grupami weglowodanowymi ściany komorkowej
bakterii gram dodatnich i ujemnych , niektórymi wirusami i pasożytami. Jest  czynnościowo
związana jest z 2 proteazami serynowymi, tj. MASP-1 i MASP-2 (mannan-binding lectin- asso-
ciated proteases 1 i 2). Proteazy te są podobne do innych proteaz serynowych tj.  C1r i C1s, 
zapoczatkowujacych droge klasyczna aktywacji dopełniacza.. Podobnie jak te proteazy tak i 
MASP-1 i MASP-2 po aktywacji powoduja proteolizę skladowej C3 dopełniacza i aktywację 
konwertazy C3, wzmagajac aktywację ukladu dopelniacza. W odróznieniu od proteaz C1 
ich aktywacja nie zalezy od kompleksow immunologicznych , lecz wiązania ligand 
drobnoustrojow przez MB.       
          

 

 

Pattern-recognition receptors- cd

Receptory pośredniczace w endocytozie ( endocytic pattern recognition receptors) 
występuja w blonie komorkowej fagocytów. Rozpoznanie odpowiednich struktur 
drobnoustroju (pathogen -associated molecular pattern) przez te receptory indu-
kuje proces endocytozy i przechodzenie patogenu do lizosomow (destrukcja) oraz 
powoduje powstawanie immunogennych peptydow łączacych się z MHC wewnątrz
fagocyta i transport kompleksu MHC/peptyd na powierzchnię komorek. Takimi 
receptorami są:  receptor wiazący mannozę oraz scavenger receptor makrofagow.

Receptory sygnałowe. Rozpoznają struktury drobnoustrojów (pathogen-associa-
ted molecular pattern) i transmituja sygnaly indukujace ekspresję wielu genów 
odpowiedzi immunologicznej, w tym kodujacych syntezę cytokin prozapalnych.
Do receptorów tej grupy należą tzw receptory toll. Zidentyfikowane po raz pierwszy 
u muszki owocowej (drosophila). Sekwencja genu toll wykazała, ze koduje on bialko 
przezblonowe bogate w reszty leucyny. Sekwencja odcinka cytoplazmatycznego 
bialka  toll wykazywala znaczna homologię z cytoplazamatycznym odcinkiem 
receptora dla interleukiny-1. Zarówno IL-1 receptor u czlowieka jak i toll receptor 
u muszki owocowej transmitował sygnał indukujacy aktywacje  jądrowych czynnikow 
transkrypcyjnych rodziny B  (NF- B), które indukuja odpowiedz immunologiczna i 

prozapalną u ssakow. 

 

 

 

 

 

Toll receptors, cd

Receptory o znacznej homologii do receptorów toll  muszki owocowej wykazano u 
czlowieka, tzw toll-like receptors (TLR). Najbardziej znany z tej rodziny  jest TLR4,
przekazujacy sygnaly  indukujace ekspresję wielu cytokin i czynników kostymula-
cyjnych o kluczowym znaczeniu dla rozwoju  adaptacyjnej odpowiedzi immunolo-
gicznej. TLRs maja więc znaczenie jako bialka receptorowe wrodzonego układu 
odporności. Dotyczy to obecnie 2 receptorow tj. TLR2 i  TLR4.  TLR4 rozpoznaje
LPS oraz uczestniczy jako bialko sygnalowe w interakcji receptora CD14 z LPS.

TLR2 uczestniczy w reakcji rozpoznawania peptydoglikanu i lipoprotein blon 
komorkowych drobnoustrojów. U ssakow scharakteryzowano co najmniej 10 
TLRs. Wiele z nich uczestniczy w rozpoznawaniu struktur drobnoustrojów indu-
kujacych reaktywność wrodzonego ukladu odpornościowego. 

Mutacje w obrebie genów TLR  mogą przyczyniać się do większej podatności na 
infekcje. Polimorfizm genu TLR4 u czlowieka korelowal z wieksza wrazliwością 
na infekcje bakteriami gram ujemnymi. Dane dotyczace allelicznych wariantow 
tych genów u czlowieka  na razie ograniczone, zidentyfikowano mutacje domen 
cytoplazmatycznych TLR4.      
       

 

 

Toll receptors-cd

Ekspresja kostymulatorow CD80  i CD86  makrofagów jest kontrolowana przez re- 
ceptory  typu toll. TLRs indukuja ich ekspresję tylko w odpowiedzi na infekcję.
 Istotne dla regulacji poziomu kostymulacji limfocyta T  (sygnał II). 

Self sygnal nie indukuje receptorów toll i innych receptorów komorek układu 
odporności wrodzonej, dlatego sygnały kostymulacyjne sa b. słabe lub ich brak.
Mechanizm ten zapewnia aktywacje tylko tych limfocytów T które są swoiste dla 
patogenu. 

Odporność wrodzona a choroba 

Dwa typy zmian genetycznych mogłyby prowadzić do zaburzeń immunologicznych:

1) mutacje inaktywujace receptory lub czasteczki sygnalowe wrodzonego układu 
odporności (ewentualnie w niedoborach odporności) 

2) mutacje, które podtrzymuja ich nadmierna reaktywność (stany nadwrazliwości,
autoimmunizacja)