IMMUNOLOGIA

IMMUNOLOGIA -Nauka zajmująca się poznawaniem budowy i funkcji układu odpornościowego. Powstała z mikrobiologii

1. ROLA UKŁADU ODPORNOŚCIOWEGO:

Dba o nasze bezpieczeństwo

Patogeny które mogą wywołać choroby: wirusy, bakterie, grzyby, pierwotniaki, robaki

Rozwój w organizmie patogenów w sposób niekontrolowany, może doprowadzić do choroby/śmierci

Większość zakażeń trwa krótko, bo działa układ odpornościowy (immunologiczny, limfatyczny)

Historia immunologii

W starożytności poważnym problemem były choroby zakaźne- Epidemie:

• Dżuma (pestis)- pałeczki, nazywana czarną śmiercią

• Ospa prawdziwa (czarna ospa, Variola vera, wirus)

• Cholera- przecinkowiec

• nie znano przyczyn chorób zakaźnych

• nie wiedziano o istnieniu układu odpornościowego

• nie dysponowano lekami

Już starożytni wiedzieli, że przebycie choroby zakaźnej chroni przed powtórnym zakażeniem.

W czasie wojny peloponeskiej do pielęgnacji na dżumę oraz grzebania zwłok brano żołnierzy ozdrowieńców.

Profilaktyka chorób zakaźnych

• Chiny : osobom zdrowym podawano donosowo proszek z wysuszonych i roztartych krost ospowych

• Indie :

• Na natartą skórę nanoszono ropę z krost ospowych

• Nakłuwano skórę igłą zmoczoną w ropie z krost (wariolizacja)

Wariolizacja narażała osoby „szczepione”. W 1798r. Jenner wprowadził bezpieczne szczepienie przeciwko ospie, szczepił ludzi zarazkiem ospy bydlęcej.

SKŁAD UKŁADU:

• Narządy limfatyczne

• Komórki

• Naczynia limfatyczne

I FAZA ROZWOJU UKŁADU ODPORNOŚCIOWEGO

Od wczesnego okresu życia płodowego do urodzenia

• Rozwijają się narządy limfatyczne

• Powstają, różnicują się, dojrzewają komórki układu odpornościowego

• Rozwój układu odbywa się bez kontaktu ze środowiskiem zewnętrznym

• Realizacja programu genetycznego

II FAZA ROZWOJU UKŁADU ODPORNOŚCIOWEGO

Od urodzenia: Układ odpornościowy styka się z różnymi patogenami i nabywa nowych doświadczeń

STARZENIE SIĘ UKŁADU ODPORNOŚCIOWEGO

• Starzenie się układu odpornościowego obejmuje mechanizmy humoralne i komórkowe

• Prawidłowa jest liczba limfocytów T, ale zmienia się liczba limfocytów CD4/CD8 (mniej CD8)

• Spadek liczby limfocytów B

• U zdrowych starszych osób układ odpornościowy zachowuje w zasadzie zadawalającą wydolność

U OSÓB PO 60 ROKU ŻYCIA:

• Maleje dynamika procesów alergicznych

• Zwiększa się ryzyko chorób infekcyjnych, a ich przebieg kliniczny jest poważniejszy zwłaszcza w zakażeniach wirusowych i w przypadku różnic

Postępujące z wiekiem osłabienie funkcji układu sprzyja występowaniu:

• Chorób autoimmunizacyjnych

• Chorób nowotworowych

• ANTYGEN: Substancja, która pobudza do działania układ odpornościowy

• ODPOWIEDŹ IMMUNOLOGICZNA: Reakcja układu odpornościowego na antygen

• CEL ODPOWIEDZI :Eliminacja z organizmu antygenu

ETAPY ODPOWIEDZI IMMUNOLOGICZNEJ

1. Rozpoznanie antygenu

2. Neutralizacja antygenu

3. Eliminacja antygenu

Antygeny uczestniczące w odpowiedzi immunologicznej

• Mikroorganizmy

• Cząsteczki nieorganiczne i organiczne pochodzenia egzogennego

• Własne komórki zakażone wirusami i zmienione nowotworowo

UKŁAD ODPORNOŚCIOWY

• Broni organizm przed niekorzystnym działaniem patogenów tj. bakterie, wirusy, pasożyty

• Lokalizuje substancje obce w różnych częściach organizmu ( płyny biologiczne, tkanki) i stara się je wyeliminować

• Uczy się, dzięki kontaktowi z antygenami. Nie rozwinie się w warunkach sterylnych

ROLA UKŁADU ODPORNOŚCIOWEGO

• Zapamiętuje- po kontakcie z antygenem pojawiają się komórki pamięci immunologicznej- limf. T i B

• W warunkach fizjologicznych nie atakuje tkanek gospodarza

• Udział w utrzymaniu wewnętrznej homeostazy w organizmie

• Zwalcza komórki nowotworowe, co hamuje rozwój procesu nowotworowego

• Decyduje o przyjęciu lub odrzuceniu przeszczepionego narządu- trudno przeszczepić skórę (bogata w antygeny transplantacyjne), nerki, łatwiej serce, rogówki

• Rozmieszczenie układu limfatycznego przypomina układ nerwowy

Układ immunologiczny współdziała z innymi układami:

• Nerwowym- ludzie w stresie mają problem ze zdrowiem

• Rozrodczym- u kobiet, kobiety w ciąży (ciąża- przeszczep allogeniczny), nawykowe poronienia u kobiet- układ immunologiczny nie akceptuje części ojca, normalnie powinno nastąpić przestrojenie układu immunologicznego w okolicach płodu i łożyska- tolerancja obcych tkanek

Poziomy odporności

Naturalne bariery- skóra (gruba, z naskórkiem, kwasy tłuszczowe, pH 5,5), błony śluzowe (delikatne, ze śluzem, czynniki bakteriobójcze)

Odporność wrodzona- komórki i substancje

Odporność nabyta- zjawiska i procesy, które powstają po kontakcie z patogenem

Rodzaje odporności

1. Naturalna odporność

• Czynna- zakażenia, przechorowanie

• Bierna- przejście przeciwciał IgG przez łożysko

2. Sztucznie wytworzona odporność

• Czynna- szczepienie

• Adaptywna- podanie swoistych limfocytów T_c

• Bierna- podanie dożylne immunoglobulin

• Czynno-bierna- szczepienie+ podanie Ig

SYTUACJE W KTÓRYCH UKŁAD ODPORNOŚCIOWY NIE WYPEŁNIA POPRAWNIE SWOICH FUNKCJI:

1.Niedobór odporności: odpowiedź immunologiczna niedostateczna

• Wrodzone- defekt w materiale genetycznym

• Nabyte- AIDS, w krajach biednych, niedożywienie- Afryka

2. Nadwrażliwość: nadmierna aktywność układu immunologicznego, która wykracza poza obronę konieczną, np. reakcje alergiczne

3. Autoimmunizacja: odpowiedź immunologiczna nieprawidłowa, układ immunologiczny atakuje tkanki swojego gospodarza

5% ludzi choruje na choroby autoimmunizacyjne. Są one przewlekłe, prowadzą do kalectwa, śmierci, niewyleczalne, np. toczeń trzewny układu, stwardnienie rozsiane, cukrzyca typu I

IMMUNOMODULACJA

• Immunostymulacja- pobudzenie celem lepszego działania np. witaminy , szczepionki

• Immunosupresja- osłabienie np. cyklosporyna A ( świadome osłabienie układu odpornościowego)

2. BUDOWA UKŁADU ODPORNOŚCIOWEGO

• Narządy limfatyczne

• Komórki krążące

• Naczynia limfatyczne

NARZĄDY LIMFATYCZNE:

• Centralne ( pierwotne)

• Obwodowe ( wtórne)

NARZĄDY CENTRALNE

• grasica

• szpik kostny

• wątroba płodowa- zanim w kościach pojawi się szpik

ROLA CENTRALNYCH NARZĄDÓW LIMFATYCZNYCH:

• Główne miejsce, gdzie odbywa się proces dojrzewania i namnażania limfocytów

• Powstają dziewicze limfocyty

• Proces odbywa się bez kontaktu ze środowiskiem zewnętrznym i zależy od środowiska wewnętrznego centralnych narządów limfatycznych

• Limfocyty uczą się rozpoznawać własne komórki „self”

• Rozpoznawane i usuwane są limfocyty autoreaktywne

Limfocyty są zdolne do odpowiedzi immunologicznej po przejściu z narządów centralnych do narządów obwodowych. Narządy limfatyczne nie biorą bezpośredniego udziału w odpowiedzi immunologicznej, bo dostęp antygenów obcych do tych narządów jest utrudniony

NARZĄDY OBWODOWE

• Śledziona

• Węzły chłonne

• Grudki limfatyczne samotne i skupione

• Migdałki

• Wyrostek robaczkowy

Czas pojawienia się narządów limfatycznych w okresie życia płodowego

1. Grasica -8 tydzień

2. Szpik kostny - 10 tydzień

3. Śledziona- 8 tydzień

4. Węzły chłonne - 11 tydzień

5. Migdałki -14 tydzień

ROLA NARZĄDÓW OBWODOWYCH

Miejsce, gdzie limfocyty kontaktują się z antygenem i powstaje odpowiedź immunologiczna

CENTRALNE NARZĄDY LIMFATYCZNE- LIMFOCYTY POWSTAJĄCE W NARZĄDACH CENTRALNYCH

• Grasica ( thymus) - odpowiada za dojrzewanie limfocytów T (tymocyty)

• Szpik kostny (bone marrow) - produkcja i dojrzewania limfocytów B

• Płodowa wątroba - produkuje limfocyty B

GRASICA (THYMUS)

Dwa symetryczne płaty ulokowane w śródpiersiu na wysokości mostka. W chwili urodzenia grasica jest w pełni wykształcona. Płaty otoczone torebką , na przekroju poprzecznym w płacikach widoczna jest część korowa i rdzenna.

Zrąb grasicy tworzą komórki z długimi wypustkami tworzące sieć

W GRASICY SĄ: Makrofagi, Komórki dendrytyczne, Komórki nabłonkowe, Limfocyty

UPAKOWANIE LIMFOCYTÓW

• W korze gęsto

• W rdzeniu luźniej

W części rdzennej widoczne są ciałka Hassala( rola wydzielnicza)

Grasica produkuje hormony takie jak:

• Tyrozyna

• Tymopoetyna

• Tymostymulina

Prekursory limfocytów T dostają się do grasicy:

• Z płodowej wątroby

• Ze szpiku kostnego

W pierwszych latach życia w grasicy powstaje nawet do 100 miliardów limfocytów dziennie

Prekursory limfocytów T, które dostały się do grasicy podlegają tam:

• Procesowi dojrzewania

• Selekcji

• Proliferacji

SELEKCJA tymocytów

Na komórkach zrębu grasicy występują w dużych ilościach cząsteczki głównego układu zgodności tkankowej (MHC, Major Histocompatibility Complex ) klasy I i II. Tymocyty badają siłę wiązania swoich receptorów z cząsteczkami zgodności tkankowej (MHC) na komórkach zrębu grasicy i w zależności od siły wiązania ich losy bywają różne (albo pozytywna albo negatywna selekcja)

W procesie selekcji negatywnej eliminowane są z grasicy tymocyty które:

• Zbyt mocno rozpoznają cząsteczki MHC na komórkach zrębu grasicy

• Nie rozpoznają cząsteczek MHC

Selekcja pozytywna:

W grasicy powstają tylko tymocyty, które słabo rozpoznają cząsteczki MHC gospodarza

• Tymocyty podlegają eliminacji w grasicy na drodze apoptozy

• Zaletą procesu apoptozy jest brak procesu zapalnego

Losy limfocytów T po opuszczeniu grasicy

• Część limfocytów T zasiedla narządy limfatyczne obwodowe

• Część krąży w naczyniach limfatycznych poszukując antygenu

INWOLUCJA GRASICY - to zmiana tkanki grasicy w tkankę tłuszczową

• W momencie urodzenia grasica jest już w pełni ukształtowana

• Pod koniec 1 roku życia zaczyna się inwolucja grasicy- zmiana zawartości grasicy, tkanka limfatyczna wewnątrz grasicy zamieniana jest na tkankę tłuszczową

TEMPO INWOLUCJI

• 3% rocznie do wieku średniego

• Potem inwolucja odbywa się wolniej ok. 1% rocznie

• Ok. 60 roku życia jeszcze jest aktywna tkanka limfoidalna w niektórych miejscach grasicy

• Całkowita inwolucja mogłaby mieć miejsce w 110-120 roku życia

• Hormony płciowe(steroidy) indukują inwolucję grasicy, dlatego gdy rośnie stężenie tych hormonów to nasila się proces inwolucji. Nie obserwuje się inwolucji w przypadku opóźnionego rozwoju płciowego.

SZPIK KOSTNY (BONE MARROW)

• Odpowiada za dojrzewanie limfocytów B, ze szpiku limfocyty B przechodzą do krwi

• Komórki zrębu szpiku spełniają funkcje cenzorskie w stosunku do limfocytów B

• Zasady tej selekcji są takie same jak w grasicy

• Z limfocytów B pobudzonych przez antygen powstają plazmocyty, które ponownie osiadają w szpiku

OBWODOWE NACZYNIA LIMFATYCZNE:

GRUDKI LIMFATYCZNE :

1. NIEOTORBIONE

• Nie są osłonięte żadną torebką

• Występują pojedynczo lub w skupieniach tkanki łącznej wiotkiej

• Komórki obecne w centrum grudki

• Limfocyty B

• Nieliczne limfocyty T, głównie Th1

• Makrofagi

• Komórki dendrytyczne

• Plamki mleczne - skupienie tkanki limfatycznej w błonie surowiczej pokrywającej jamę otrzewną i opłucną u dzieci

• Grudki limfatyczne w migdałku

2. OTORBIONE

• Węzły limfatyczne( lymph nodes) leżą na przebiegu naczyń limfatycznych. Kształt miniaturowej nerki 2-8 mm, otoczone torebką łącznotkankową

• Zrąb węzła ma postać siateczki utworzonej przez

• Włókna

• Komórki dendrytyczne

• Makrofagi

• W oczkach sieci są limfocyty

• Komórki z długimi wypustkami w węźle mają zdolność długiego przechowywania antygenów.

WĘZŁY CHŁONNE

• Filtrują limfę i zatrzymują:

• Wolne antygeny

• Antygeny obecne na komórkach prezentujących antygen (APC)

PRZEPŁYW LIMFY PRZEZ WĘZEŁ

• Naczynie doprowadzające

• Zatoka brzeżna

• Wnęka węzła

• Naczynie wyprowadzające

Gdy węzeł uczestniczy w odpowiedzi immunologicznej to w grudkach limfatycznych węzła pojawiają się ośrodki rozmnażania

• Ośrodki rozmnażania grudek chłonnych pojawiają się kilka dni po stymulacji antygenem, a zanikają po 3 tygodniach

• W ośrodkach rozmnażania grudek powstają:

• Plazmocyty

• Komórki B pamięci

Gdy w węźle pojawi się wiele grudek, to taki węzeł zwiększa rozmiary. Węzeł chłonny to miejsce aktywacji limfocytów Ti B.

Przepływ limfy przez węzeł sprzyja filtracji i oczyszczeniu z:

• Bakterii

• Komórek nowotworowych

Komórki nowotworowe mogą zostać w węźle:

• Zniszczone

• Mogą przetrwać i być przeniesione przez limfę do innego narządu

Fagocytowany przez komórki węzła materiał może zmieniać kolor węzła

• U górników- pył węglowy( szarawy)

• U palaczy - nikotyna (brązowy)

ŚLEDZIONA (SPLEEN)

• największy narząd obwodowy limfatyczny

• narząd krwiogubny (krwiolimfatyczny)

ŚLEDZIONĘ POBUDZAJĄ, śledziona jest miejscem odpowiedzi na:

• antygeny obecne we krwi

• antygeny, które nie zostały zatrzymane przez węzły chłonne

BUDOWA:

• miazga czerwona pełni funkcje krwiogubne

• miazga biała- narząd limfatyczny(skupienie tkanki limfatycznej)

W miazdze białej są:

• komórki dendrytyczne

• makrofagi

• limfocyty

GŁÓWNE MIEJSCA KONTAKTU ORGANIZMU Z PATOGENAMI:

• BŁONY ŚLUZOWE układu : pokarmowego, oddechowego, rozrodczego kobiet

• SKÓRA

UKŁAD ODPORNOŚCIOWY ZWIĄZANY Z BŁONAMI ŚLUZOWYMI - MALT (MYCOSA ASSOCIATED LYMPHOID TISSUE)

Układ odpornościowy błon śluzowych tworzą grudki limfatyczne skupione i samotne rozproszone w błonach śluzowych.

TKANKI WCHODZĄCE W SKŁAD MALT:

• GALT („Gut”) - tkanka limfatyczna układu pokarmowego, szczególnie dobrze rozwinięta w jelitach

• BALT („Bronchus” )- tkanka limfatyczna w drogach oddechowych głównie oskrzelach

• NALT („Nosopharynx/nose”)- tkanka limfatyczna noso-gardzieli

• Tkanka limfatyczna gruczołów: sutkowych, ,ślinianek, moczowo-płciowych

KONCEPCJA BIENENSTOCKA

Kontakt limf. z antygenem w błonie śluzowej jednego narządu zapewnia ogólnoustrojową odporność w błonach śluzowych innych narządów.

ROLA S-IGA (SECRETORY IGA ) W MECHANIZMIE ODPORNOŚCI SWOISTEJ

• opłaszcza i aglutynuje bakterie

• działa bakteriostatycznie

• zapobiega adhezji mikroorganizmów do nabłonka

• neutralizuje toksyny bakterii

IgA sekrecyjne występuje tylko na błonach śluzowych; jest dimerem posiada fragment sekrecyjny (stabilizacja przed działaniem toksyn bakteryjnych).Wytwarzane jest przez kom. układu odpornościowego w obrębie błon śluzowych (limfocyty B -> IgA pod powierzchnią bł. kom. -> transport na zewnątrz)

Tkanka limfatyczna układu pokarmowego- rozbudowany system tkanki limfoidalnej

BARIERY W UKŁADZIE POKARMOWYM:

• niskie pH soku żołądkowego

• enzymy proteolityczne

• lizozym

• laktoferyna (wiąże żelazo, utrudnia dostęp bakterii do Fe)

• defensyny

• śluz

• S-IgA- sekrecyjna Ig

• jama ustna opłukiwana przez ślinę (lizozym)

• fizjologiczna flora bakteryjna

• nabłonek jelita

Bariera nabłonkowa w układzie pokarmowym - w częściach szczytowych komórki nabłonka są ze sobą ściśle połączone. Powierzchnia wchłaniania jelita cienkiego ok. 100 m²

Szczelność nabłonka a wiek - mniej szczelny we wczesnym okresie życia (łatwiejsza penetracja układu pokarmowego ->alergie pokarmowe).

Kępki Peyera w ścianie jelita - skupienia tkanki limfatycznej w jelicie, znajdują się w okolicy kosmków jelitowych. Grudki limfatyczne w wyrostku robaczkowym 10-cio letniego dziecka, zanik tkanki limfatycznej w wyrostku dorosłego człowieka.

KOMÓRKI W BLASZCE WŁAŚCIWEJ BŁONY ŚLUZOWEJ :

• limfocyty T (40-60%),działanie regulatorowe (głównie Th)

• limfocyty B (20-40%), produkcja S-IgA- odkłada się na powierzchni błony, nie przechodzi do płynów

• makrofagi (10%) - fagocytoza, prezentacja antygenu

• komórki tuczne (1-3%) - zwalczają zakażenia pasożytnicze ( zaktywowana dokonuje degranulacji, wlewa substancje do okolicznych tkanek ->rozszerzenie naczyń krwionośnych, rozluźnienie struktury ściany tkanek), alergie

• granulocyty (nieliczne), głównie neutrofile, fagocytoza

ROLA FIZJOLOGICZNEJ FLORY BAKTERYJNEJ

• zapobiega rozwojowi bakterii potencjalnie chorobotwórczych

• wzmaga odporność

MECHANIZMY DZIAŁANIA FLORY FIZJOLOGICZNEJ

• współzawodniczą o substancje odżywcze z patogenami

• utrudniają obcym bakteriom obcym wiązanie się do receptorów nabłonka, bo je blokują

• stymulują wytwarzanie naturalnych p/ciał, które krzyżowo reagują z obcymi bakteriami

• produkują bakteriocyny (np. kolicynę) ->naturalne antybiotyki

CZYNNIKI REGULUJĄCE ZACHOWANIE FLORY FIZJOLOGICZNEJ

• dieta

• warunki sanitarne

• warunki higieniczne

• hormony

• leki

WPŁYW ESTROGENÓW NA FLORĘ POCHWY

Estrogeny zwiększają syntezę glikogenu w kom. nabłonka pochwy

↓

Pałeczki Lactobacillus acidophilus produkują duże stęż. kwasu mlekowego

↓

Środowisko kwaśne hamuje rozwój patogenów (pH 4,0 - 4,5)

ANTYBIOTYKOTERAPIA A ODPORNOŚĆ

Nadużywanie antybiotyków:

• zakłóca homeostazę fizjologicznej flory

• może sprzyjać superinfekcjom komensali np. drożdżaków

• ułatwia rozwój mikroorganizmów patogennych

• zakłóca homeostazę w ukł. pokarmowym (np. u dzieci biegunki)

• rola probiotyków

TKANKA LIMFATYCZNA UKŁADU ODDECHOWEGO

NALT (jama nosowo gardłowa)

BALT (oskrzela)

JAMA NOSOWO GARDŁOWA

• Silna odporność nieswoista -> komórki nabłonka wydzielają białka bakteriobójcze

• Słabsza niż w ukł. pokarmowym odporność swoista -> limfocyty, IgA

MIGDAŁKI

Skupienie grudek chłonnych nieotorbionych

Pierścień Waldeyera:

• migdałek gardłowy

• migdałek językowy

• migdałki podniebienne

• migdałki trąbkowe

MECHANIZMY ODPORNOŚCI W UKŁADZIE ODDECHOWYM

• usuwanie mechaniczne mikroorganizmów dzięki ruchom rzęsek

• zabijanie przez białka bakteriobójcze

• usuwanie w trakcie odpowiedzi immunologicznej

WYDZIELINA NABŁONKA ODDECHOWEGO

1. górna warstwa (lepka dużo śluzu)

2. dolna warstwa(surowicza w niej poruszają się rzęski)

ROLA ŚLUZU

• zlepia cząsteczki

• blokuje receptory mikroorganizmów

• tworzy barierę fizyczną

ROLA CZĘŚCI SUROWICZEJ:

Zawiera białka bakteriobójcze (lizozym, laktoferyna, wydzielniczy inhibitor proteazy leukocytów, wydzielnicza fosfolipaza A₂,defensyny[naturalne antybiotyki])

OBRONA W PĘCHERZYKACH PŁUCNYCH

Do pęcherzyków docierają bardzo drobne cząsteczki.

Działają:

• Kolektyny (białka wiążące mannozę; naturalne antybiotyki kolektyny)

• Makrofagi

POWIĄZANIE BŁON ŚLUZOWYCH Z GRUCZOŁEM SUTKOWYM

• Przez łożysko od matki do dziecka przechodzą IgG

• IgG nie bronią błon śluzowych dziecka

• IgA chronią błony dziecka (mleko)

• IgG białko o złożonej budowie, nagromadzone przez matkę p/ciała; krążą w organizmie dziecka przez pierwsze 3-4 miesiące życia.

Swoistość p/ciał klasy IgA:

Są swoiste wobec tych antygenów na które był narażony układ pokarmowy i oddechowy.

SKŁAD MLEKA

• makrofagi

• neutrofile

• białka bakteriobójcze i bakteriostatyczne

• limfocyty

• lizozym

• laktoferyna

• cytokiny , FN, TNP, IL-1, IL-6

• na początku laktacji wysokie stęż. TGF Beta (immunosupresja, p/zapalnie)

UKŁAD ODPORNOŚCIOWY SKÓRY - SIS ( SKIN IMMUNE SYSTEM)

Do ochrony przed mikroorganizmami skóra ma:

• naskórek

• pH 5,5

• tkankę limfatyczną

KOMÓRKI UCZESTNICZĄCE W OBRONIE SKÓRY:

• kom. dendrytyczne

• keratynocyty

• limfocyty T

• makrofagi

• kom. tuczne

• granulocyty

Komórki dendrytyczne skóry

• Mają długie wypustki

• Przeczesują tkanki szukając obcych subst.

• Głównie to kom. Langerhansa które stanowią od 3-6% kom. naskórka

• Prezentują antygeny

Limfocyty T skóry

• Biorą udział w reakcjach cytotoksycznych

• Wytwarzają cytokiny

• Wspomagają regenerację skóry poprzez wytwarzanie czynników wzrostowych

Keratynocyty

• Pobudzone produkują cytokiny ( IL 1,6,7,8,9,10,12)

• Mają receptory dla cytokin (IFN-gamma, TNF, IL-1, IL-6)

• Wytwarzają czynniki p/bakteryjne (defensyny)

• Poddane działaniu niektórych czynników (UV, zw. chemiczne) mogą zapoczątkować proces zapalny

CYTOKINY W SKÓRZE

• IL-1 - uczestniczy w reakcji zapalnej, reguluje melanogenezę, nadmiar jest usuwany, gdy łuszczy się naskórek

• IL-6 - pobudza syntezę białek ostrej fazy

• IL-8 - działa chemotaktycznie na keratynocyty

• TNF - immunoregulacja, wytwarzają go keratynocyty

• IL-10 - immunosupresja- proces polegający na osłabieniu odporności- niekorzystna dla skóry, bo wywołuje stan zapalny, nowotwory

WPŁYW UV NA SIS

Upośledza czynności kom. Langerhansa. Nawet bardzo małe dawki UV, które nie powodują widocznych zmian w kom. wywołują miejscową supresję( może nawet nie wystąpić obrona immunologiczna).

OSOBY UV WRAŻLIWE

• Jaśniejsza karnacja

• Podatne na immunosupresyjne działanie UV.U tych osób pod wpływem UV dochodzi do silnego efektu immunosupresyjnego. Ryzyko nowotworów skóry.

UV A NOWOTWORY SKÓRY

• Mechanizm działania UV: uszkadza DNA, wywiera efekt immunosupresyjny.

• Immunosupresyjne właściwości UV wykorzystuje się w leczeniu niektórych chorób skóry charakteryzujących się nadmierną aktywnością limfocytów T (autoagresja).

NACZYNIA LIMFATYCZNE

• Ślepo zaczynają się w tkankach

• Nie mają błony podstawnej(cienka ściana)

• Średnica ok. 100 μm

• Odprowadzają limfę z tkanek

• Mają zastawki, by wolno płynąca limfa nie cofała się

• Płyn tkankowy wnika do nich przez szczeliny między komórkami śródbłonka

• Największe naczynie limfatyczne człowieka to przewód piersiowy.

• Limfa- bezbarwna, tłuszcze transportuje i przejściowo staje się mlecznobiała

KOMÓRKI UKŁADU ODPORNOŚCIOWEGO

Pochodzą z komórek macierzystych szpiku linii mieloidalnych i limfoidalnych

Zaliczamy tu:

• komórki NK

• limfocyty T

• limfocyty B

• kom. dendrytyczne

• monocyty/makrofagi

• granulocyty

Najważniejszymi komórkami są limfocyty, ilość 1× 10¹² (miliard)

MORFOLOGIA LIMFOCYTÓW

• średnica 6 - 15 μm (małe, średnie, duże)

Cechy limfocytów

• Morfologicznie i funkcjonalnie zróżnicowane na T i B

• Mają specjalne receptory do kontaktu z antygenem

Limfocyty B

• Uczestniczą w odpowiedzi humoralnej

• Produkują p/ciała (białka odpornościowe)->kończy reakcje

• Prezentują antygen limfocytom Th2 (pośrednik)

• Wytwarzają cytokiny (mediatory do komunikowania się z innymi komórkami)

• Limfocyt B pobudza limfocyt Th2 a Th2 aktywuje limfocyta B do produkcji przeciwciał i jest to mechanizm bardzo popularny. Niewielki odsetek limfocytów B wprost odpowiada na antygeny wytwarzając p/c

• Po rozpoznaniu antygenów limfocyt B mają na swojej powierzchni receptor BCR (receptor wiążący antygen) „czułki”. Sygnał z receptora idzie do wnętrza kom.

• Receptor BCR - immunoglobulina klasy IgM i IgD zakotwiczona w błonie komórki.

• Receptor u limfocytów B i T są różne (rozróżnianie limfocytów, przydatne są p/ciała monoklonalne).

• na powierzchni ma antygeny różnicowania(markery do rozpoznania; closter differentation) CD 19, CD20- tylko i wyłącznie na limfocytach B

• na powierzchni ma cząsteczki MHC (główny ukł. zgodności tkankowej) klasy : I i II

Podział limfocytów B:

• B₁ - ok. 20% limfocytów krwi obwodowej

• B₂ - większość

Limfocyty B stanowią 11- 16 % limfocytów krwi obwodowej.

Dojrzewanie limfocytów B w szpiku kostnym

• powoli komórka jest wyposażana w receptory powierzchniowe

• limfoidalna komórka →pro - B (jądro)→pre - B (cytoplazma)→B-komórka z IgM potem IgD

Ze szpiku wychodzą dziewicze limfocyty B (dojrzałe).

Limfocyty B po kontakcie z antygenem

Zostaje pobudzona proliferacja klonalna konkretnej komórki. Przekształcają się w procesie transformacji blastycznej w kom. plazmatyczne (ma więcej cytoplazmy). Powstaje niewielka liczba limfocytów B pamięci immunologicznej(te które nie przekształciły się w plazmocyty). Dopiero komórki plazmatyczne w szpiku produkują swoiste p/ciała przeciwko konkretnemu antygenowi (kom. sekrecyjne).

LIMFOCYTY T

Stanowią 67 - 76 % limfocytów krwi obwodowej.

Na powierzchni:

• receptor TCR ( do rozpoznawania antygenów)

• CD2 ,CD3- tylko one mają

• CD4, CD8 (markery)- mają niektóre z nich- CD8 - cytotoksyczne, CD 4 - Limfocyt Th

• cząsteczki MHC klasy 1

Receptor TCR

Służy do odbierania sygnałów od antygenu. Też przypomina budową Ig. Składa się z łańcuchów :

• αβ(90%)

• γδ (10%)

Podział ze względu na samą budowę receptora dla antygenu.

Rozpoznanie antygenu przez limfocyta T

Limfocyty T rozpoznają antygeny połączone razem z cząsteczkami MHC (rozpoznanie asocjatywne). Komórka prezentująca antygen znajduje go, wciąga do środka, fragmentuje na kawałki i potem prezentuje te fragmenty na swojej powierzchni (łączy te fragmenty ze swoimi cząst.MHC).

Limfocyt T sprawdza zarówno antygen jak i cząsteczkę MHC (np.CD)

-> podwójne połączenie

↓

Pobudzenie limfocytów T (asocjatywne rozpoznanie)

-> Sygnał z błony komórkowej dociera do jądra

TCR odbiera sygnał kieruje go dalej do CD a te do jądra.

SUBPOPULACJA LIMFOCYTÓW T

1. Tc - cytotoksyczne- zabijają inne komórki( skuteczne w eliminowaniu kom. nowotworowych i zakażonych bakteriami, wirusami).

2. Th -pomocnicze-pomagają, pośredniczą, stymulują w odpowiedzi immunologicznej, dbają o nasilenie odpowiedzi immunologicznej

3. Treg - regulatorowe (supresorowe)-regulują odpowiedź, hamują ją

CECHY RÓŻNIĄCE SUBPOPULACJE LIMFOCYTÓW T

• funkcja

• enzymy

• cząsteczki powierzchniowe

Limfocyty Th (T4, CD4)

• Wspomagają odpowiedź immunologiczną humoralną i komórkową

• Mają receptory CD4

• Pobudzają limfocyty B (humoralna)

• Pobudzają limfocyty T_c (komórkowa)

• Pobudzają makrofagi

• Rozpoznają antygeny z cząsteczkami MHC klasy 2.

• Cząsteczka APC ma połączony antygen ze swoja cząsteczką MHC II klasy

Podział limfocytów Th

Th₀(macierzyste, niedojrzałe limfocyty):

• Th ₁ (odpowiedź komórkowa)- IL-2, IL-3, IFN-γ, TNF-β

• Th ₂ (dominacja humoralnej)- IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-10, IL-13

Dewiacja immunologiczna.

LIMFOCYTY TH2

• odpowiedź immunologiczna typu humoralnego

• IL-4, IL-10 (działają na limfocyty B)

• IL-10 hamuje aktywność Th1

• IL-4 stymuluje limfocyty B

• IL-2 działają na nieaktywne limfocyty Tc, pobudzają je, powstają produkty toksyczne

• IFN- γ- aktywują makrofagi, działa na Th2 i je blokuje

Th0

IL-12 ↙ ↘ IL-4

Tc←Tcp
Th1 Th2 → B→plazmocyt

IL-4, IL-10

Makrofagi

Pobudzenie w zależności od charakteru antygenu.

Bakterie- odpowiedź typu humoralnego (przeciwciała)

Wirusy— wew. komórki, p/c nie mają do wnętrza dostępu - odpowiedź typu komórkowego

Dewiacja immunologiczna- optymalnemu rozwojowi odpowiedzi typu komórkowego towarzyszy brak lub osłabienie odpowiedzi typu humoralnego i odwrotnie.

LIMFOCYTY T CYTOTOKSYCZNE- toksyczne dla innych komórek

• marker CD8+

• niszczą- komórki zarażone przez wirusy, bakterie i komórki nowotworowe

• rozpoznają antygen połączony razem z cząsteczką MHC klasy I, jeśli komórki są zdrowe to w rowku MHC I są prawidłowe cząstki komórki, a jak chora to jest tam obcy antygen

• teoretycznie każda komórka naszego organizmu może stać się celem ataku Tc

Wszystkie nasze komórki w błonach lipidowych posiadają cząsteczki MHC klasy I

MHC kasy II- wyjątkowe komórki Th1

LIMFOCYTY TH_REG

• uczestniczą w tworzeniu tolerancji na Ag ( pokarmowe, przeszczepów allogenicznych)

• markery CD (4+, 25+)

• wpływają na utrzymanie stanu tolerancji: bezpośrednio działając na komórki docelowe, pośrednio przez produkowanie i wydzielanie cytokin

• regulują odpowiedź immunologiczną ( nieco hamują, żeby nie była zbyt silna, niska supresja)

• ingerują w przekazywanie sygnałów między kom APC, a kom. odbierającymi sygnał.

• utrudniają kontakt kom dendrytycznych z limfocytami

• chronią przed autoagresją, bo hamują autoreaktywne limfocyty T

ROLA KOM APC- komórki prezentujące antygen

• wychwytują antygeny. Część kom. wędruje w tkankach inne w węzłach chłonnych i śledzionie, jeszcze inne krążą w płynach biologicznych.

• powodują fragmentacje antygenu (wciągane wewnątrz kom albo na zewnątrz)

• prezentacja Ag limfocytom Th ( każdy fragment Ag umieszczany jest w rowku cząsteczki MHC)

Prezentacja antygenu

Odpowiedź immunologiczna wymaga trochę czasu prezentacja

KOMÓRKI APC

• Kom. dendrytyczne- najważniejsza, profesjonalna

• limfocyty B

• makrofagi- z monocytów

KOMÓRKI DENDRYTYCZNE

• mają wypustki, które są w ciągłym ruchu

• mają na powierzchni dużo cząstek MHC klasy I i II

• w miejscach, do których docierają, poszukują antygenów

WYSTĘPOWANIE komórek dendrytycznych

• narządy nielimfatyczne- teoretycznie w każdym narządzie

• krążenie

• narządy limfatyczne

Migracja komórek dendrytycznych w organizmie:

Komórki krwiotwórcze krew narządy chłonka lub krew narządy

macierzyste szpiku obwodowa nielimfatyczne limfatyczne

Komórki dendrytyczne narządów nielimfatycznych:

1. Komórki Langerhansa w: nabłonkach, naskórku

2. Śródmiąższowe komórki dendrytyczne w tkance łącznej różnych narządów np. komórki Browicza- Kupfera w wątrobie- komórki dendrytyczne

Komórki dendrytyczne w krążeniu

1. We krwi

2. Komórki melonowate w limfie naczyń limfatycznych doprowadzających

W narządach limfatycznych

1. Kom. dendrytyczne rdzenia grasicy

2. Kom. dendrytyczne splatające się w węzłach chłonnych i grasicy

3. Kom. dendrytyczne grudek limfatycznych.

Zachowanie komórek dendrytycznych, gdy pochwycą Ag, aby pokazać limfocytom antygen:

- naczyniami limfatycznymi płyną do węzłów chłonnych, aby pokazać Ag limfocytom Th

- w tym samym celu płyną do śledziony

GRANULOCYTY:- granulocyty i monocyty(kom. z jądrem o kształcie fasoli) przez długi czas rozwijają się wspólnie, fagocytują, diapedeza- pełzanie

PODZIAŁ GRANULOCYTÓW:

1. Obojętnochłonne (neutrofile)- komórki żerne (fagocytują bakterie), najwięcej, najskuteczniejsze w walce z bakteriami, a z wirusami i komórkami nowotworowymi nie, pozornie bezziarniste, szara cytoplazma

2. Kwasochłonne (eozynofile)- w cytoplazmie mają czerwoną, ceglastą ziarnistość, uczestniczą w reakcjach alergicznych, ziarenka to kapsuły z enzymami, nasilają objawy reakcji alergicznej

3. Zasadochłonne (bezofile)- granatowe, grube ziarna z cytoplazmie, najmniejsza ilość w organizmie, gwałtowne reakcje alergiczne

MONOCYTY:

• Największe komórki krwi

• fagocytoza

• krążą we krwi (podobne do limfocytów), krótko są we krwi

• z monocytów, które przeszły do tkanek powstają makrofagi (dużo większe, wielojądrzaste)

MAKROFAGI:

• fagocytują

• są komórkami prezentującymi antygen

KOMÓRKI NK

- to limfocyty, które mają zdolność do spontanicznego zabijania innych komórek

- marker CD 56+, nie mają TCR, mają KIR receptor, który rozpoznaje komórki nieprawidłowe

- nie potrzebują APC, krążą rozpoznają zabijają

- odporność nieswoista (pierwsza linia obrony)

- atakują: komórki zakażone wirusem, komórki nowotworowe

- stanowią 10% limfocytów krwi obwodowej

- zdolne do cytotoksyczności zwykłej

- zdolne do cytotoksyczności komórkowej zależnej od przeciwciał (APCC)- może zabić komórkę docelową za pomocą przeciwciał, które są przyczepione do epitopów komórki zakażonej wirusem (NK mają receptory rozpoznające p/c, szybka reakcja)

POWSTAWANIE komórek NK:

90% dojrzewa w szpiku kostnym

0,1-1%- powstaje w grasicy

KOMÓRKI TUCZNE:

- występują w tkankach: przy zakończeniach nerwów, przy rozgałęzieniu drobnych naczyń krwionośnych.

- uczestniczą w reakcjach alergicznych

- prawdopodobnie uczestniczą w prezentacji antygenów

- mają grube ziarna w cytoplazmie

KRĄŻENIE LEUKOCYTÓW

- większość kom. układu odpornościowego jest w ciągłym ruchu

- nieprzerwanie wędrują: limf, granulocyty, makrofagi

- mogą wychodzić z naczyń krwionośnych do tkanek

- limfocyty opuszczają naczynia, a potem wracają do nich

- umożliwia limfocytom kontrakt z właściwymi dla nich antygenami

- pozostałe leukocyty (granulocyty, monocyty) po przejściu do tkanek już nie wracają do naczyń

- limfocyty opuszczają krew przez pozawłośniczkowe żyłki z wysokim śródbłonkiem (HEV- high endothelial verules)

- HEV- kierują krążeniem limfocytów, bo mają cząsteczki adhezyjne, których nie ma nabłonek płaski

- komórki limfoidalne są monoswoiste- tylko ograniczona liczba limfocytów jest zdolna do odpowiedzi na dany antygen

Recyrkulacja limfocytów- co godzinę recyrkuluje 1-2% puli limfocytów

Limfocyty dziennie po przejściu z narządów pierwotnych do wtórnych nie pozostają tam długo, ale przemieszczają się z jednego narządu do drugiego poprzez: krew, limfę

Czynnikiem stymulującym aktywność limf jest Ag

Losy antygenu

Gdy do węzła dostanie się antygen to limfocyty swoiste zatrzymują się w nim, dochodzi do pobudzenia limfocytów i powstaje odpowiedź immunologiczna, celem odpowiedzi jest eliminacja antygenu, powstają komórki pamięci immunologicznej.

Limfocyty dziennie wędrują do obwodowych narządów limfatycznych

*jeżeli rozpoznają Ag ( zostają zaktywowane) to przekształcają się w:

*limfocyty elektronowe- przechodzą do tkanek, w których pojawia się stan zapalny

* pamięci immunologicznej- krążą głównie między tymi tkankami, gdzie wcześniej rozpoznały Ag (większy obszar krążenia)

Limf, które zetknęły się z Ag mogą krążyć po wszystkich tkankach i narządach.

ODPORNOŚĆ NIESWOISTA

Rodzaje:

odporność nieswoista- wrodzona (innate immunity)

odporność swoista- nabyta (adaptive immunity)

W obronie przed drobnoustrojami największa rola przypada

naturalnym barierom np. skóra

nieswoistym mechanizmom obronnym

Cechy odporności nieswoistej:

wrodzona

pierwsza linia obrony ( siły szybkiego reagowania)

powstaje jako reakcja na drobnoustroje

to szybka reakcja

filogenetycznie starsza niż odporność swoista

receptory w organizmie rozpoznające drobnoustroje są niezmienne w ciągu całego życia osobnika

nie inicjują reakcji na własne tkanki

nie pozostawia po sobie pamięci immunologicznej (wada)

rozwija się niezależnie od odporności swoistej.

MIEJSCA GDZIE DOBRZE ROZWINĘŁA SIĘ ODPOWIEDŹ NIESWOISTA:

Największe ryzyko dostania się drobnoustrojów

1) Skóra

bariera mechaniczna

naskórek złuszcza się

rogowacenie naskórka

niskie pH (kw. mlekowy i kw. tłuszczowe) z gruczołów potnych: łojowych

2) Ukł. pokarmowy

Jama ustna:

ślina (enzymy)

lizozym

przepływ śliny do gardła

Dalsze części:

kwas solny w żołądku

perystaltyka jelit złuszczenie nabłonka utrudnia kolonizację bakterii

fizjologiczna flora bakteryjna: bakteriocyny, sub. p/grzybicze, konkuruje z mikroorganizmami patogennymi

3)Drogi oddechowe (jama nosowa)

ruch rzęsek

kaszel

kichanie (usuwanie drobnoustrojów wszystkie 3)

WYDZIELINA ŚLUZOWO- SUROWICZA:

przemywa powierzchni, skleja bakterie, zawiera lizozym

Ukł. moczowo- płciowy

pH pochwy

pH moczu

spermina w spermie w płynie nasiennym hamuje wzrost bakterii gram (+)

mocz spłukuje bakterie

Błony śluzowe oka

lizozym w łzach

spłukiwanie oka przez łzy

Lizozym:

glikozydy należące do hydrolaz

występowanie: neutrofile, monocyty, osocze, łzy, ślina

Ucho: p/ bakteryjne działanie woskowiny

Krew: laktoferyna: transferryna wiąże Fe i utrudnia dostęp bakteriom do Fe

W mechanizmach odporności nieswoistej uczestniczą

komórki żerne: monocyty, makrofagi, granulocyty

komórki NK

układ dopełniacza ( rozpuszczalne białka nieaktywne proenzymy

Zakończenie odpowiedzi nieswoistej

Gdy brak dalszych sygnałów odpowiedzi swoistej kończy się samoistnie

Działają mechanizmy normujące: cytokiny, złuszczanie cząstek adhezyjnych

Kooperacja odpowiedzi nieswoistej ze swoistą:

większość inicjacji eliminowanych przez mechanizmy nieswoiste

wyeliminowanie drobnoust. może wymagać uruchomienia mechanizmów obronnych z udziałem limfocytów B i T

ODPOWIEDŹ SWOISTA

rozwija się powoli

jest specyficzna (każda kom reaguje na odpowiedni Ag)

mogą powstawać autoreaktywne limfocyty

powstaje po niej pamięć immunologiczna (B i T)

do jej powstania niemal zawsze potrzebna jest odpowiedź nieswoista

UKŁAD DOPEŁNIACZA

Dopełniacz = komplament

Funkcje :

• Uzupełnia reakcję, a sam nie reaguje

• Mechanizm odpowiedzi nieswoistej

Dopełniacz to około 30 białek surowicy i płynów ustrojowych, występują w formie nieaktywnej.

Podział białek układu dopełniacza :

• Białka uczestniczące w aktywacji

• Inhibitory

Białka dopełniacza tracą nieodwracalnie swą aktywność po ogrzaniu surowicy przez 30 min.

W temp. 56º C.

C₁ ( C₁q C₁s C₁r); C₂ ( C₂a i C₂b); C₃ (C₃a i C₃b);

C₄ (C₄a i C₄b); C₅ (C₅a i C₅b) czynnik D

Czynnik B (Bb i Ba), D, B properdyna Inhibitor C1

Czynnik I czynnik H białko wiążące C4b

Witronektyna inaktywator anafilatoksyny C₆; C₇; C₈; C₉

NOMENKLATURA:

• Część składowych dopełniacza ma symbol C i cyfrę arabską (1-9)

• Inne składowe mają oznaczenia literowe: P, B, I, D, H.

Celem aktywacji dopełniacza jest uszkodzenie błony atakowanej komórki.

DOCHODZI DO ELIMINACJI:

• Bakterii,

• Pasożytów,

• Komórek nowotworowych.

Drogi aktywacji:

• Klasyczna,

• Alternatywna,

• Lektynowa

DROGA KLASYCZNA

• Zależna od przeciwciał,

• Aktywują ja kompleksy antygen-przeciwciało.

DROGA ALTERNATYWNA

• Niezależna od przeciwciał,

• Aktywują ja składniki ściany komórek.

1