WSTĘP DO IMMUNOLOGII

ODPORNOŚĆ PRZECIWZAKAŹNA
Odporność przeciwzakaźna jest jednym z podstawowych mechanizmów umożliwiających organizmowi funkcjonowanie w warunkach środowiska naturalnego.
Podstawowe zadania układu odpornościowego w zakresie ochrony przed chorobami zakaźnymi:

• rozpoznanie czynnika infekcyjnego jako obcego ustrojowi

• uruchomienie szybkiej i skutecznej reakcji obronnej

• przekazanie informacji o rozpoznanych antygenach komórkom potomnym

ODPORNOŚĆ NIEZAKAŹNA

• nieswoista/naturalna/wrodzona

• swoista/nabyta/adaptacyjna

  • wytworzona naturalnie

    • czynna

    • bierna

  • wytworzona sztucznie

    • czynna

    • bierna

    • czynno-bierna

    • adoptywna

Odporność nieswoista	Odporność swoista
Bardzo szybka, nie wymaga wstępnej aktywacji	Rozwija się powoli, wymaga kontaktu z antygenem
Receptory rozpoznające antygen są niezmienne i dziedziczone z pokolenia na pokolenie	Receptory rozpoznające antygen wykształcają się na nowo w każdej pierwotnej reakcji immunologicznej i nie są dziedziczone
Celem ataku nigdy nie są własne struktury organizmu	Może dość do autoagresji
Nie pozostawia trwałej pamięci immunologicznej	Pozostawia trwałą pamięć immunologiczną
Rozwija się niezależnie od odporności swoistej	Do rozwinięcia prawie zawsze wymaga odpowności nieswoistej

ODPORNOŚĆ NIESWOISTA

Elementy odporności nieswoistej zapobiegające wtargnięciu patogenów do organizmu:

• bariery mechaniczne (skóra, błony śluzowe układu pokarmowego, oddechowego, moczowo-płciowego)

• bariery czynnościowe (perystaltyka jelit, aparat rzęskowy dróg oddechowych, wydzielanie śluzu przez nabłonek, kaszel, kichanie)

• bariery chemiczne (kwasy tłuszczowe na powierzchni skóry, enzymy - lizozym, pepsyna, kwas solny żołądka, peptydy o działaniu antybakteryjnym – kryptydyna jelitowa)

• bariery mikrobiologiczne (fizjologiczna flora bakteryjna)

• przeciwciała IgM wytwarzane przez limfocyty B1 (obecne w wydzielinie śluzowo-surowiczej nabłonka)

Elementy odporności nieswoistej działające po przerwaniu ciągłości zewnętrznych barier ochronnych:

Działanie ukierunkowane na powszechnie występujące antygeny patogenów

• dwuniciowy RNA replikujących się wirusów

• niemetylowane sekwencje DNA (CpG) bakterii

• peptydoglikan ściany komórkowej bakterii

• lipopolisacharyd (LPS) ściany komórkowej bakterii G –

• kwasy tejchojowe ściany komórkowej bakterii G +

• oligosacharydy zawierające mannozę ściany komórkowej drożdży

Makrofagi:

• zasiedlają wszystkie tkanki i narządy

• działają jako komórki fagocytarne

• prezentują antygeny limfocytom Th

• wydzielają cytokiny

Działają na pograniczu odporności nieswoistej i swoistej – umożliwiają zapoczątkowanie i właściwy rozwój swoistej odpowiedzi immunologicznej.

Granulocyty obojętnochłonne (neutrofile):

• krążą w krwiobiegu

• mają zdolność gromadzenia się w miejscu uszkodzenia tkanek

• działają jako komórki fagocytarne

Komórki NK (naturalne komórki cytotoksyczne):

• krążą w krwiobiegu, zasiedlają też różne tkanki

• zabijają komórki zakażone wirusem - uwalniają perforyny i granzymy, indukują apoptozę

• wydzielają interferon gamma (IFN-γ) – działają na makrofagi i limfocyty Th

Komórki dendrytyczne:

• występują w skórze i tkankach limfatycznych (strefa grasiczozależna węzłów chłonnych, ośrodki rozmnażania limfocytów B w tkankach limfatycznych)

• prezentują antygeny limfocytom Th

• przechowują na swojej powierzchni nienaruszone antygeny umożliwiając ich wiązanie przez limfocyty B

Działają na pograniczu odporności swoistej i nieswoistej.

Układ dopełniacza:

• grupa ok. 30 białek surowicy i płynów tkankowych

• białka są aktywowane łańcuchowo przez kompleks antygen-przeciwciało

• wykazuje aktywność bakteriolityczną i cytolityczną (pierwotniaki, komórki zakażone wirusem) – tworzenie kanałów w błonie komórkowej

• wykazuje aktywność chemotaktyczną wobec neutrofilów

• aktywuje komórki żerne (zwiększa ich właściwości fagocytarne)

• wzmaga odpowiedź humoralną (C3b i C4b – antygen-przeciwciało – limfocyt B)

• bierze udział w rozwoju pamięci immunologicznej (C3b i C4b – antygen-przeciwciało – komórka dendrytyczna)

Przykład ścisłego powiązania między nieswoistymi i swoistymi mechanizmami odporności.

ODPORNOŚĆ SWOISTA

Elementy odporności swoistej:

• Limfocyty T

• Limfocyty B

• Przeciwciała (immunoglobuliny)

Działanie ukierunkowane na antygeny charakterystyczne dla poszczególnych gatunków drobnoustrojów.

Limfocyty T i B:

• wywodzą się ze wspólnej komórki macierzystej pochodzącej ze szpiku kostnego

• limfocyty T dojrzewają w grasicy (thymus)

• limfocyty B dojrzewają w szpiku kostnym (bone marrow)

• w wyniku selekcji negatywnej, w trakcie różnicowania, ginie 90% limfocytów T i B

• w wyniku selekcji pozytywnej powstaje pula (10%) limfocytów immunokompetentnych

LIMFOCYTY C
Th (pomocnicze)
ułatwiają aktywację, proliferację i różnicowanie limfocytów B, prekursorów limfocytów Tc, pobudzają makrofagi
kontakt bezpośredni, wydzielanie cytokin

LIMFOCYTY Th
Th1
wspomagają odpowiedź typu komórkowego
stymulacja cytotoksyczności limfocytów Tc, aktywacja makrofagów
wirusy, bakterie rozwijające się wewnątrzkomórkowo, pierwotniaki rozwijające się wewnątrzkomórkowo

Limfocyty B:

• wiążą wolne antygeny

• prezentują antygeny limfocytom T (w celu uzyskania pomocy limfocytów Th w wytwarzaniu przeciwciał)

• różnicują się do komórek plazmatycznych syntetyzujących immunoglobuliny

Immunoglobuliny (przeciwciała):

• mają zdolność swoistego rozpoznawania i łączenia się z antygenem

• występują w postaci wolnej w płynach ustrojowych

• występują w formie związanej jako receptory limfocytów B

• są zbudowane z 4 łańcuchów polipeptydowych (2 lekkich i 2 ciężkich)

• wyróżnia się 5 klas przeciwciał – IgA, IgD, IgE, IgG, IgM

• swoistość przeciwciała wynika z konfiguracji przestrzennej części zmiennych łańcuchów ciężkich i lekkich (wiązanie różnych epitopów)

• przeciwciała o tej samej swoistości mogą mieć różne powinowactwo do antygenu (różny stopień dopasowania do epitopu)

• właściwości immunoglobulin:

  • wiążą antygeny na powierzchni komórek zakażonych wirusami oraz na powierzchni niektórych mikroorganizmów i indukują ich zniszczenie poprzez:

    • aktywację dopełniacza

    • indukcję immunofagocytozy (Fc)

    • indukcję cytotoksyczności komórkowej zależnej od przeciwciał (Fc)

  • wiążąc antygen na powierzchni mikroorganizmów mogą blokować ich wnikanie przez nabłonek

  • wiążąc toksyny mogą blokować ich działanie

• IgA:

• wytwarzane miejscowo w sąsiedztwie nabłonka

• wydzielane wraz z wydzielinami śluzowo-surowiczymi

• przekazywane wraz z siarą i mlekiem matki noworodkowi

• główny element obrony błon śluzowych przed inwazją mikroorganizmów

• IgD:

• występują jako receptory immunoglobulinowe na powierzchni dziewiczych limfocytów B

• IgE:

• wiążą się z receptorami Fc na powirzchni komórek tucznych

• biorą udział w rozwoju reakcji alergicznych

• IgG (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4):

• w największym stężeniu występują w surowicy krwi

• przechodzą przez łożysko – odpowiadają za odporność bierną płodu i noworodka

• indukują cytotoksyczność komórkową zależną od przeciwciał (FcR-NK)

• indukują immunofagocytozę (FcR-makrofag, FcR-neutrofil)

• inicjują aktywację dopełniacza

• wiążą i inaktywują toksyny

• IgM:

• występują jako receptory immunoglobulinowe na powierzchni dziewiczych limfocytów B

• syntetyzowane w początkowej fazie odpowiedzi immunologicznej (wydzielnicze – surowica krwi)

• wykazują małe powinowactwo do antygenu

• wiążą wiele epitopów antygenu (pentamer)

• inicjują aktywację dopełniacza

Pierwotna i wtórna odpowiedź immunologiczna

• pierwotna odpowiedź immunologiczna – aktywacji podlegają dziewicze limfocyty T i B

• rozwija się wolno

• przeważają przeciwciała o niskiej swoistości (IgM)

• wtórna odpowiedź immunologiczna – kiedy dochodzi do pobudzenia antygenami, z którymi wcześniej układ odpornościowy miał kontakt

• zależna jest od komórek pamięci (limfocytów T i B)

• pojawia się szybciej

• przeważają przeciwciała o wysokiej swoistości (IgG)

• nie ma praktycznie wpływu na limfocyty dziewicze

PAMIĘĆ IMMUNOLOGICZNA

Skłonność organizmu do przyspieszonej i bardziej efektywnej odpowiedzi immunologicznej podczas ponownego kontaktu z antygenem, nawet po wielu latach od pierwszego kontaktu.

Hipotezy tłumaczące długotrwałość pamięci immunologicznej

• limfocyty pamięci są długowieczne

• antygen wywołujący odpowiedź pierwotną pozostaje przez długi okres związany na powierzchni komórek dendrytycznych – nieustannie stymulując rozpoznające go limfocyty

• limfocyty pamięci są nieustannie pobudzane przez antygeny reagujące krzyżowo

Limfocyty B pamięci

• powstają w trakcie pierwotnej odpowiedzi immunologicznej

• są liczniejsze od limfocytów B dziewiczych

• ich receptory immunoglobulinowe mają większe powinowactwo do antygenu

• mają więcej cząsteczek MHC klasy II

• łatwiej ulegają aktywacji

• dłużej żyją

Limfocyty T pamięci

• powstają w trakcie pierwotnej odpowiedzi immunologicznej

• ich receptory immunoglobulinowe mają takie samo powinowactwo do antygenu jak receptory dziewiczych limfocytów T

• charakteryzują się zwiększoną ekspresją cząsteczek powierzchniowych biorących udział w adhezji do komórek prezentujących antygen

• łatwiej ulegają aktywacji

• szybciej proliferują

• wydzielają więcej cytokin

ODPORNOŚĆ ZBIOROWISKOWA

Istotą odporności zbiorowiskowej jest zmniejszenie się szans zachorowania osobnika nieuodpornionego wraz ze wzrostem ilości osobników uodpornionych w danej populacji

• pojęcie to ma zastosowanie jedynie do chorób szerzących się drogą zakażenia jednych osobników przez innych

• próg odporności zbiorowiskowej – odsetek osób uodpornionych w populacji, po osiągnięciu którego liczba nowych zakażonych zaczyna się zmniejszać