1. Imunitní systém, charakteristika, funkce, struktura
- funkce: udržovat homeostázu, zajistit rychlou a specifickou obranu organismu proti patogenům vnějšího světa
- základní mechanismus rozpoznávání okolního světa je rozpoznávání antigenu a jeho prezentace právě imunitnímu systému
- do imunitního systému patří primární (kostní dřeň, thymus) a sekundární lymfatické orgány (slezina, lymfatické uzliny, lymfatická tkáň sliznic), buňky imunitního systému (např. leukocyty, antigen prezentující buňky), humorální část imunitního systému (komplement, imunoglobuliny, cytokiny apod.)
a) nespecifická- vrozená, rychlá, stereotypní, nerozeznává typ antigenu, neexistuje imunologická paměť; buněčná část- fagocyty, NK bky, humorální část- komplement, interferony, leukiny
b) specifická- fylogeneticky mladší (u teplokrevných živočichů), nastupuje později, schopná rozpoznávat antigen (specifická) a utvořit na něj paměť; buněčná část- T a B lymfocyty, APC, humorální část- imunoglobuliny, cytokiny
- důležitá je regulace funkce imunitního systému- nejpodstatnější je optimální genetická predispozice, pokud dojde k jejím poruchám, může dojít k poškození- imunodeficienci, rozvoji autoimunit poškozujících endokrinní systém a CNS, následně v důsledku této změny organismu je organismus náchylnější ke vstupu vnějších faktorů, jako jsou viry, bakterie (obecně infekce), které porušují homeostázu, kt zase mohou vést k sekundární imunodeficienci, alergii nebo autoimunitě
2. Charakteristika antigenů, jejich typy a vlastnosti
- antigen= struktura, kterou rozpoznává imunitní systém
- látka, která se naváže na receptor, je rozpoznána a vyvolá imunitní reakci= imunogen
-jsou rozpoznány, ale reakci nevyvolají jsou hapteny- nízkomolekulární, často léky, kovy, dezinfekční prostředky-> imunitní reakci proti haptenům lze vyvolat jen po jejich navázání na vysokomolekulární nosič
vlastnosti antigenů
- vysoká molekulová hmotnost (alespoň 50000, nad 500000 nejlepší)
- imunogenní vlastnosti se zlepší jejich agregací, nejlepší- antigeny korpuskulární (bakterie atd- to už jsou komplex antigenů)
- nejčastěji bílkoviny a polysacharidy, lipidy a nukleové kyseliny většinou dostatečně jen po vazbě na bílkovinu/sacharid
- imunogenní jsou i syntetické kopolymery (ne homopolymery)
-látky, které jsou rozpoznány, ale reakci nevyvolají jsou hapteny- nízkomolekulární, často léky, kovy, dezinfekční prostředky-> imunitní reakci proti haptenům lze vyvolat jen po jejich navázání na vysokomolekulární nosič
-receptory rozpoznávají jen malé části (několik AK nebo sacharidů)- epitopy; každý antigen jich má hodně a mohou být různé (bílkovinné antigeny), nebo stejné, opakující se (sacharidy)
- epitopy sekvenční- tvořené souvislým úsekem molekuly X epitopy konformační- více úseků molekuly, díky prostorovému uspořádání se dostanou k sobě a vytvoří jeden epitop
- imunodominantní epitop: proti kterému vzniká silná imunitní reakce
-protektivní epitop: proti nim je namířena projektivní reakce, aby nevznikla imunitní reakce (?)
3. Buňky uplatňující se v imunologických reakcích
B lymfocyty, T lymfocyty, granulocyty, dendritické buňky, monocyty, makrofágy, NK buňky, epitelové buňky (viz. další otázky 8,14,15,37)
4. Primární lymfatické orgány a jejich funkce
- kostní dřeň, thymus
- probíhá zde zrání imunokompetence bez vlivu vnějších antigenů
- vznik mnoha receptorů na povrchu buněk-ty nejsou přítomny v terminální linii, jsou tu jen omezené genové úseky, které se během diferenciace v těchto orgánech přeskupují, mění se a vznikají geny pro expresi
- na povrchu diferencované buňky je 200- 500 tisíc receptorů se stejnou specifitou, potomstvo buňky má taky tu samou
- primární orgán pro diferenciaci B buněk- kostní dřeň-> zde prodělávají celý svůj vývoj!
- T lymfocyty- kostní dřeň-> krev-> thymus (diferenciace v subpopulace podle povrchových znaků)
(diferenciace T-> viz. 37)
5. Sekundární lymfatické orgány a jejich funkce
- slezina, regionální lymfatické uzliny, lymfatická tkáň sliznic, kostní dřeň
- jdou sem naivní buňky (diferencované, ale nesetkaly se s antigenem) z primárních orgánů
- jsou zde B i T lymfocyty, navzájem spolupracují, jsou organizovány ve folikuly- nejvíc B lymfocytů, a parafolikulární oblast, parakortex v uzlinách- T lymfocyty
- stimulace antigenem-> proliferace buněk a vznik germinálního centra (sekundárního folikulu)
- v sekundární tkání dochází ke specifickým imunologickým reakcím- jde sem antigen lymfaticky nebo krví- rozpoznán lymfocyty na povrchu APC, které se zde také vyskytují
- ve folikulech - folikulární dendritické bb- předkládají antigen B lymfocytům, odlišné od dendritických bb pro T lymfocyty
6. Recirkulace lymfocytů
- lymfocyty opouštějí lymfatickou tkáň eferentními lymfatickými cévami, jdou do hrudního mízovodu a do krve, odtud zpátky do lymfatické tkáně= homing
- výstup z krevního řečiště v postkapilárních venulách (venuly s vysokým endotelem):lymfocyt má na povrchu homingové receptory, ty reagují s adhesiny na povrchu endotelu, vazba se zesílí dalšími adhesivními molekulami, lymfocyty pak prostoupí endotel do lymfatické tkáně
- povrchové molekuly jsou různé v systémové (uzliny a slezina) a slizniční části=> lymfocyty ze systémové oblasti se vždycky vrátí do systémové (ale třeba na jiné místo), slizniční se vždy vrátí do sliznice
- v důsledku recirkulace nevzniká odpověď jen na jednom místě, ale i v cirkulaci a ve vzdálených místech
7.Základní charakteristika přirozené imunity a její úloha v obraně organizmu
- komplex všech obranných mechanismů, které jsou zděděné a funkční už před setkáním s infekčním agens
- nerozlišuje mezi antigeny, funguje vždy okamžitě, stereotypně, se stejnou intenzitou, nemá imunologickou paměť
- základní obranný mechanismus= zánět, klíčový mechanismus= fagocytóza
- funkce: zajišťuje časnou obranu proti infekci
stimuluje specifickou obranu (poskytuje signály pro proliferace lymfocytů), a ta zpětně pomáhá
zvyšovat funkce přirozené imunity
- humorální složka: komplement, cytokiny, opsoniny
- buněčná složka: fagocytující buňky (neutrofily, monocyty, makrofágy)
8. Efektorové buňky přirozené imunity = fagocytující buňky, NK buňky
neutrofilní granulocyty
-krátce žijící, tvoří 60% leukocytů, uplatňují se v první fázi obrany
- cíl: bakterie, plísně, virem infikované buňky, nádorové buňky
- nemohou znovu fagocytovat, hynou apoptózou
monocyty
- 5-8% leukocytů, mohou opakovat fagocytózu, jsou prekurzory pro tkáňové makrofágy
makrofágy
- pohlcují a degradují velké částice lysozomálními enzymy, kontrolují šíření infekce, produkují cytokiny, chemokiny, růstové faktory pro endotel a fibroblasty (-> reparace tkáně), mají funkci antigen prezentujících buněk- pomáhají při indukci specifické odpovědi protože úzce spolupracují s T lymfocyty (oboustranně)
NK buňky
- třetí populace lymfocytů (kromě cytotoxických a helperů)
- velké, nemají specifické receptory, povrchové znaky CD16, 56, někdy CD8
- 5-14% lymfocytů periferní krve, přítomny od narození
- nevyžadují kontakt s antigenem
-cíl: buňky opsonizované Ig1 a Ig3, virem infikované a nádorové buňky
- funkce: lýza těchto buněk, imunologický dozor (prevence metastáz), aktivátory makrofágů (sekrece IFN gama)
- nemají imunologickou paměť, jsou zdrojem cytokinů
- aktivace je regulována rovnováhou mezi inhibičními a aktivačními faktory: aktivační receptory rozpoznají buňky které ztrácí MHC1 molekuly, po aktivaci uvolní perforiny- smrt
9. Humorální komponenty přirozené imunity
- komplementový systém- jak v přirozené tak i v adaptivní imunitě, viz. dál
- opsoniny- bílkoviny, štěpné produkty komplementu- C3b, C4b, iC3b, protilátky IgG a IgM, jsou v plazmě, usnadňují fagocytózu, protože se váží na cizí partikule (označení)
- cytokiny- peptidy/glykoproteidy s nízkou M (do 60000), zprostředkovávají a regulují zánětlivé a imunitní odpovědi; hlavními producenty jsou mikrofágy; proti virům- interferony; zánět- interleukiny, chemokiny, růstové faktory
-chemokiny- výrazná chemotaktická aktivita pro různé buňky, malé proteiny
10. Mechanismus fagocytózy
= schopnost buněk pohlcovat cizí pevné částice, degradovat je a eliminovat z organismu
- vyžaduje energii z metabolismu glukózy, syntézu nové membrány, konktraktilní a proteinový systém buněk
a) chemotaxe- vyžaduje kontraktilní aparát, receptory pro chemotaktické látky, schopnost integrovat signál a přenést je do chemotaktické odpovědi (pohyb po koncentračním gradientu té látky)
b) rozpoznání- viz. 11
c) adheze buňky na cizí částici- důležité jsou integrity
d) pohlcení částice- v místě dotyku se vytvoří pseudopodie, obklopí části, splynou-> fagozom, splývá s lyzosomy-> fagolysozom, uvnitř degradační procesy působením destruktivních enzymů
frustrovaná fagocytóza- vylití granul mimo buňku, poškození tkáně
reverzní fagocytóza- neutrolily stimulovány imunními komplexy, fúze granul s membránou neutrofilu, vylití granul a poškození tkáně
- neutrofily hynou apoptózou, nemohou fagocytózu opakovat
e) zpracování, usmrcení a degradace patogenu
f) eliminace patogenu z organismu
11. Rozpoznávací mechanizmy fagocytujících buněk
- buňky rozpoznají molekuly nezbytné pro život mikroorganismů, ale naprosto cizí pro vlastní organismus (např. peptidoglykan, lipopolysacharid)= PAMP(Pathogen associated molecular patterns)
- receptory pro PAMP jsou PPR na vše efektorových buňkách přirozené imunity a na epiteliích (lektiny, integrity, scavenger receptory)
TLR(toll like receptor)- transmembránové proteiny, hodně leucinu, váže se na něj lipopolysacharid, peptidoglykan atd.
- známo asi 10 členů
- PAMP indukují signály zprostředkující zánětlivou odpověď (cytokiny IL-6, Il-1, TNF, IFN 1), signály indukující aktivaci lymfocytů (exprese CD80 a 86 na APC), signály indukující ejektorové funkce (cytokiny IFN gama, IL 4, IL 10, TGF beta)
- sekrece cytokinů důležitá; viry indukují produkci IFN 1, IL12 a 15-> přitáhnutí NK buněk
- bakterie indukují sekreci IL1, IL8, TNF alfa-> přitahuje fagocytující buňky
- specifické rozpoznávání- exprimují receptory pro Fc fragmenty protilátek a složky komplementu
12. Baktericidní mechanismy fagocytujících buněk
a) pokles pH na 4,5 uvnitř vakuoly-> aktivace lysozomálních enzymů
b) nezávislé na kyslíku- hydrolytické enzymy, kationtické proteiny, lysozym, laktoferrin
c) závislé na kyslíku- respirační vzplanutí buňky, zvýšení spotřeby kyslíku, oxidace glukózy; aktivace NADPH oxidasy v membráně buňky, tvoří se vysoce toxické látky- peroxid vodíku, hydroxylové radikály, singletový kyslík
13. Nespecifické cytotoxické reakce
-jsou zprostředkovány NK bb., fagocytujícími bb. a komplementem
NK bb.=přirození zabíječi
-nemají specifické receptory, povrchové znaky-CD56,CD16
-schopnost spontánní cytotoxicity, nevyžadují předchozí senzibilizaci antigenem
-rozpoznávají cílové bb., které ztrácejí MHC I.
-po své aktivaci uvolňují z granul cytolitické proteiny a perforinylýza nádorových a virem infikovaných bb.
Fagocytující bb.
1.Neutrofily- fagocytární aktivita v první fázi obrany
-
nejsou schopny opakovat fagocytózuapoptóza
2.Monocyty- fagocytózu opakují
3.Makrofágy- pohlcují a degradují cizí partikule lysosomálními enzymy
-aktivované makrofágy- mají baktericidní a tumoricidní aktivitu
produkci reaktivních kyslíkových mediátorů, NO, lysosom.enzymů
- také produkci IL- 12diferenciace Th1, IFN gama=aktivátor makrofágů, aktivuje NK bb.
|