Konspekt-immunologia 2013-14

Magdalena Sobieska Konspekt do seminariów z przedmiotu: immunologia 2013/2014 1.

Podstawy immunologii – odporność wrodzona i nabyta, bariera skórna i śluzówkowa, dopełniacz.

2.

Miejscowy odczyn zapalny. Granulocyty, fagocytoza.

3.

Układ MHC - główny kompleks zgodności tkankowej.

4.

Limfocyty – populacje i subpopulacje, podstawowe typy reakcji immunologicznych, komórki NK.

5.

Limfocyty B, synteza immunoglobulin i ich rola. Układ immunologiczny.

6.

Krążenie limfocytów. Ciąża. Szczepienia ochronne.

7.

Odpowiedź na zakażenie, na nowotwór, reakcje alergiczne. Zjawiska autoagresji i przykłady chorób z autoagresji.

8.

Wpływ wysiłku i stresu na parametry układu immunologicznego. Wpływ zabiegów fizjoterapeutycznych na parametry układu immunologicznego. Literatura

•

Podstawy immunologii. Włodzimierz Ptak, Maria Ptak, Marian Szczepanik. PZWL, Warszawa, 2008;

•

Krótkie wykłady: Immunologia. P.M. Lydyard, A. Whelan, M.W. Fanger. PWN, Warszawa, 2006.

•

Znacznie obszerniej: Immunologia. Jakub Gołąb, Marek Jakóbisiak, Witold Lasek, Tomasz Stokłosa, PWN, Warszawa, 2012.

•

O wpływie wysiłku na układ immunologiczny: Przeglądowe prace w jęz. angielskim, spis do wglądu. Immunologia:

•

Od łac. immunitas (wolność od) – nauka o odporności (wolności od chorób).

•

Pierwsze praktyczne zastosowania – ok. 3000 lat temu.

•

Rozwój wiedzy teoretycznej – XIX i głównie XX wiek. Odporność

•

Wrodzona – (dawniej zwana nieswoistą), uwarunkowana genetycznie, bierna, nie wymagająca uczenia się;

•

Nabyta - swoista – czynna, skierowana przeciwko konkretnemu czynnikowi (konkretnym bakteriom, wirusom, grzybom, pierwotniakom), wymagająca uczenia się, wykazująca pamięć. Mechanizmy odporności wrodzonej

1. Bariera skórna •

ochrona mechaniczna,

•

bezpośrednie działanie kwasu mlekowego i kwasów tłuszczowych hamujące wzrost bakterii,

•

niskie pH (5,2 - 5,8),

•

lizozym,

•

konkurencja fizjologicznej flory bakteryjnej skóry i błon śluzowych. Mechanizmy odporności wrodzonej

2. Błony śluzowe: 1

•

do śluzu lepią się i są zatrzymywane wnikające bakterie,

•

ruch rzęsek usuwa cząstki przylepione do śluzu,

•

kichanie i kaszel pozwalają szybko usunąć cząstki, w tym bakterie,

•

powierzchnie błon śluzowych są zmywane przez łzy, ślinę, mocz,

•

Przewód pokarmowy: lizozym, ślina, niskie pH (ok. 1,0) soku żołądkowego, przy przejściu masy pokarmowej do jelit najpierw niskie, potem wysokie pH, śluz, normalna flora bakteryjna.

3. Lizozym: enzym odkryty przez Roberta Fleminga, obecny we wszystkich płynach ustrojowych oprócz potu i płynu mózgowo-rdzeniowego, produkowany przez granulocyty obojętnochłonne i makrofagi; zwany tradycyjnie muraminidazą ponieważ przecina wiązanie pomiędzy kwasem sjalowym (muraminowym) a N-acetyloglukozaminą na cząsteczkach glikoprotein, przez co czyni je podatniejszymi na degradację; jest toksyczny w stosunku do bakterii Gram+, podczas gdy Gram(-) są chronione lipopolisacharydem. 4. Interferony: glikoproteiny produkowane przez komórki zakażone wirusem lub stymulowane zabitymi cząstkami wirusów, nazwa pochodzi od interferencji (przeszkadzania) z zakażeniem następnych komórek przez wyzwalanie w nich mechanizmów obrony przeciwwirusowej: Interferony zapobiegają replikacji wirusów, stymulują produkcję interferonów w niezakażonych komórkach, mogą wywierać działanie przeciwnowotworowe przez aktywność antyproliferacyjną. I – alfa, beta, epsilon, omega i kappa; II – gamma III – lambda – to IL28A, IL28B i IL29 Interferon γ Jako jedyny ma zdolność podnoszenia na innych komórkach ekspresji cząsteczek MHC klasy II. Ma to istotne znaczenie przy prezentacji antygenu, o czym później. 5. Białka szoku termicznego - HSP 60, 70, ubikwityna. Produkowane we wszystkich komórkach pod wpływem stresu termicznego, zmian pH, warunków jonowych i innych stresorów. Ich zadaniem jest ochrona białek wewnątrzkomórkowych. Niektóre produkowane stale (konstytutywnie) mogą pełnić inne role, np. podczas syntezy białek lub ich degradacji. 6. Białka ostrej fazy - o różnej aktywności przeciwbakteryjnej, naprawczej i homeostatycznej (np. białko C-reaktywne, antyproteazy). Krótka wstawka o odpowiedzi ostrej fazyBiałka ostrej fazy są jednym z elementów odpowiedzi ostrej fazy • Reakcja bądź odpowiedź ostrej fazy to zespół zmian metabolicznych i układowych, do jakich dochodzi w organizmie w odpowiedzi na bodziec uszkadzający, zakaźny lub zapalny. • Uczestniczą w niej różne układy i składa się na nią wiele bardzo różnych reakcji. W przebiegu OOF obserwuje się przykładowo zmiany:


" ▪

behawioralne: spadek łaknienia i aktywności, senność, gorączka,

2

▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

hormonalne: wydzielanie kortykoliberyny, kortykotropiny, kortykosterydów, adrenaliny i wielu innych hormonów, hemodynamiczne i hematologiczne: m.in. leukocytoza, trombocytoza, metaboliczne: ujemny bilans azotowy, utrata masy mięśniowej, spadek glukoneogenezy, osteoporoza, lipoliza lipidów w tkance tłuszczowej, spadek aktywności lipazy lipoproteinowej w mięśniach i w tkance tłuszczowej, kacheksja, w stężeniach niebiałkowych składników osocza: spadek stężenia jonów żelaza, miedzi i cynku, wzrost stężenia retinolu i glutationu, syntezy szeregu białek osocza: tzw. białek ostrej fazy. Odpowiedź ostrej fazy to reakcja szybka i nieswoista Przynależy ona do mechanizmów odporności wrodzonej. Większość obserwowanych zmian jest bardzo stara filogenetycznie, niektóre zaś dotyczą tylko zwierząt wyższych, u których wykształciła się odporność swoista.

Przejawy OOF znaleźć można u bardzo wczesnych ewolucyjnie form zwierząt. ▪ Zjawiska będące podstawą odpowiedzi ostrej fazy stanowią składnik odporności nieswoistej ▪

Nawet jeżeli w toku ewolucji część z nich została w swej zasadniczej funkcji zastąpiona skuteczniejszymi reakcjami odporności swoistej, działające nadal mechanizmy nieswoiste stanowią pierwszą linię obrony, wypełniają luki istniejące w mechanizmach odporności swoistej lub przybrały charakter procesów regulacyjnych.

▪

Wszystkie te procesy współdziałając prowadzą do ograniczenia uszkodzeń i przywrócenia zaburzonej homeostazy.

▪ ▪

OOF zapewnia pierwszą linię obrony Ma to znaczenie, jeśli nie istnieją lub zanim zostaną uruchomione mechanizmy swoiste, a może nawet zadaniem OOF jest ograniczenie reakcji swoistej, aby nie obróciła się ona w reakcje autoimmunologiczne. Białka ostrej fazy produkowane pod wpływem IL-6 mają działanie przeciwzapalne. ▪ Produkcja IL-6, katecholamin i glikokortykosterydów wpływa także na grasicę, zwłaszcza glikokortykosterydy wywołują w niej apoptozę tymocytów; prawdopodobnie jest to mechanizm prowadzący do ograniczenia reakcji mediowanych przez limfocyty T. Wiele wyników badań potwierdza, że w czasie tej najwcześniejszej reakcji ▪ mechanizmy swoiste, związane głównie z limfocytami T działają w sposób spowolniony, podczas gdy wielokrotnemu wzmocnieniu ulegają mechanizmy nieswoiste, odpowiadające na bodźce takie jak LPS. Istotną rolę regulacyjną pełni tu też układ neurohormonalny. OOF ma zawsze charakter uogólniony ▪

Nawet jeżeli działa bodziec wywołujący tylko miejscowe zmiany, OOF jest ogólnoustrojowa.

▪

Od rodzaju bodźca zależy nasilenie tej reakcji.

▪

Biorą w niej udział mediatory uwalniane z pobudzonych komórek, głównie z monocytów / makrofagów, działające na wszystkie systemy integracyjne organizmu, między innymi na oś podwzgórze – przysadka – nadnercza. W wyniku jej pobudzenia dochodzi do wzrostu stężeń glikokortykosterydów, insuliny, glukagonu i katecholamin. Podstawową cechą OOF jest właśnie brak swoistości ▪ ▪

Polega to na uruchamianiu podobnych mechanizmów obronnych niezależnie od przyczyny wywołującej reakcję. Widać to na przykładzie reakcji służących obronie przeciwbakteryjnej, a uruchamianych pod wpływem wysiłku czy stresu. U osób podatnych na stres pod wpływem czysto psychicznego bodźca pojawiają się zmiany w obrazie elektroforetycznym białek surowicy. 3

▪

▪ ▪ ▪

Zjawisko występowania odpowiedzi ostrej fazy pod wpływem strachu czy stresu opisano także u zwierząt: transport, przegrzanie bądź przechłodzenie wpływają u świń na zachowanie i na wiele parametrów immunologicznych, zwłaszcza u dominujących osobników. Ta reakcja stresowa, objawiająca się spadkiem wagi i zwiększoną podatnością na zakażenia, wiąże się z podwyższonymi stężeniami TNFα i białek ostrej fazy, zwłaszcza haptoglobiny, i limfopenią. Białka ostrej fazy są stare filogenetycznie Białko C-reaktywne pojawia się po raz pierwszy u skrzypłocza, Limulus polyphemus, a u ryb kostnoszkieletowych można już wykryć chemokiny, cytokiny (IL-1, IL-8, TNFα, TGF β, interferony), i niektóre białka ostrej fazy: SAA, SAP, CRP, α2M.

▪

Spośród wielu białek ostrej fazy u człowieka do najważniejszych należy białko Creaktywne (CRP). Jest to białko bardzo stare filogenetycznie, obecne we krwi ryb, płazów, gadów i ssaków, przy czym różnice międzyrodzajowe i międzygatunkowe są stosunkowo niewielkie.

▪

Białko to zachowało archaiczną strukturę pentraksyny (pięć kulistych podjednostek, tworzących pierścień).

▪

Jego nazwa pochodzi od reakcji z wielocukrem C otoczek Streptococcus pneumoniae. U większości gatunków CRP jest białkiem ostrej fazy. Pełni ono funkcję pierwotnej, nieswoistej opsoniny, opisano także jego działanie modulujące wobec komórek układu immunologicznego.

▪

Pięć kulistych podjednostek, każda o masie około 21 kDa, połączonych niekowalencyjnie.

▪

Ludzkie CRP jest nieglikozylowane, u różnych gatunków pojawia się glikozylacja wszystkich lub niektórych podjednostek.

▪

Głównym zadaniem CRP jest obrona organizmu gospodarza przed patogenami bakteryjnymi i usuwanie uszkodzonych fragmentów tkanek

▪

jest to możliwe dzięki jego właściwościom wiązania polisacharydów ścian bakteryjnych, a także fosfatydylocholiny, pojawiającej się na powierzchni błon komórek uszkodzonych, martwiczych lub apoptotycznych.

7. Dopełniacz: system około 30 białek, krążących w osoczu w postaci nieaktywnych proenzymów, nabierających aktywności enzymatycznej po aktywacji: produkt jednej reakcji jest enzymem umożliwiającym następną przemianę, podobnie jak w układach krzepnięcia i fibrynolizy. Składowe oznacza się dużymi literami i numerem, powstające w czasie aktywacji fragmenty dodatkowo małymi literami (większy b, mniejszy a). Trzy drogi aktywacji: alternatywna i lektynowa, uruchamiane bezpośrednio przez składniki ściany bakteryjnej, i klasyczna, zapoczątkowywana przez przeciwciała. Wspólna droga zaczyna się od powstania konwertazy C3. Historia •

W 1894 r. Jules Bordet odkrył zjawisko bakteriolitycznej aktywności surowicy.

•

Surowica zwierząt szczepionych przecinkowcem cholery (a więc zawierająca przeciwciała) powodowała lizę bakterii.

•

Traciła jednak tę właściwość po podgrzaniu do temperatury 56°C (pomimo, że nadal zawierała termostabilne przeciwciała swoiste wobec przecinkowców).

•

Dodatek świeżej surowicy (nawet od nieszczepionego zwierzęcia, czyli bez przeciwciał) przywracał jej właściwości bakteriolityczne. 4

•

Bordet wywnioskował, że liza bakterii zależała od przeciwciał i od czegoś jeszcze, co dopełniało ich działanie – i nazwał to coś dopełniaczem. BIAŁKA dopełniacza:

•

Droga klasyczna i wspólna: C1(qrs), C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9

•

Droga alternatywna: C3, układ properdyny: czynnik B, D, H , I, properdyna P

•

Droga lektynowa: lektyna wiążąca mannozę, MBL (mannose binding lectin),

•

proteazy serynowe: MASP-1 MASP-2 (MBL associated serine proteases)

•

Inhibitory: inhibitor C1 (C1-INH, serpina),

•

białko wiążące C4b, C4-BP (C4-binding protein)

•

czynnik przyspieszający rozkład konwertaz, DAF (decay accelerating factor)

•

receptor C1 (CR1), białko S (witronektyna) Droga alternatywna

1.

Samorzutna fragmentacja składowej C3 w kontakcie z powierzchnią drobnoustroju

2.

Fragment C3b osadza się na błonie rozpoznanego drobnoustroju. Samorzutna aktywacja C3 Droga alternatywna

3. W obecności properdyny (P) fragment B ulega rozkładowi na mały fragment Ba i duży fragment Bb) Droga alternatywna 4. Połączone składniki C3b i Bb nabierają razem właściwości enzymatycznej: stają się konwertazą C3, czyli są w stanie ciąć kolejne składowe C3 Droga alternatywna 4. Dołączenie do konwertazy C3 kolejnego fragmentu C3b tworzy z niej konwertazę C5 (czyli enzym zdolny rozkładać składową C5) Utworzenie konwertazy C5 Droga lektynowa i klasyczna 1. Powstaje odpowiednio kompleks MBL+MASP1 i MASP2, lub C1qrs Droga lektynowa i klasyczna 2. Kompleks taki ma właściwość konwertazy wobec C4, tnie ją na duży fragment C4b i mały C4a Droga lektynowa i klasyczna 3. Fragment C4b ma właściwość konwertazy wobec C2, tnie ją na duży fragment C2b i mały C2a, i przyłącza do siebie C2b. Razem tworzą konwertazę C3

"

4. Po połączeniu C4bC2bC3b powstaje konwertaza C5. Od tej chwili wszystkie drogi aktywacji przebiegają tak samo. Droga wspólna •

Konwertaza C5 (C3bBbC3b lub C4bC2bC3b) tnie składową C5, na duży fragment C5b i mały C5a. Fragment C5b osadza się w błonie zaatakowanej komórki. 5

•

Dołączają się kolejno składowe C6, C7, C8 i liczne cząsteczki składowej C9. Powstaje kompleks ataku na błonę (membrane attack complex, MAC). Aktywacja dopełniacza drogą klasyczną

•

Do zapoczątkowania drogi klasycznej potrzeba jednej cząsteczki IgM lub dwóch cząsteczek IgG, związanych np. z powierzchnią bakterii. Reakcja ta może zatem zaistnieć, jeżeli już zostały wyprodukowane przeciwciała.

•

Składowa C1 (po połączeniu podjednostek qrs) nabiera właściwości konwertazy C4, z C4b – konwertazy C2 i razem z C2b – konwertazy C3.

" " "

Ponadto: •

Fragmenty C2a, C3a i C4a mają właściwości anafilatoksyn, czyli ściągają w miejsce aktywacji dopełniacza komórki żerne, przez aktywację komórek tucznych i wydzielanie przez nie histaminy.

•

Aktywują też właściwości fagocytarne komórek żernych Regulacja układu dopełniacza Receptory dla składowych dopełniacza

•

Na wielu komórkach; zadaniem jest ułatwianie fagocytozy i eliminacja kompleksów immunologicznych.

•

Najważniejsze:

CR1 (CD35), ułatwia eliminację kompleksów imm. przez transport z erytrocytami do wątroby i śledziony. CR3 (CD11b/18) – przyspiesza fagocytozę drobnoustrojów i kompleksów DAF (=czynnik przyspieszający rozkład, CD55), zapobiega aktywacji dopełniacza na własnych komórkach, gł. erytrocytach; MCP (=błonowy kofaktor białkowy, CD46), wiąże C3b i C4b, hamuje aktywację dopełniacza na własnych komórkach zabezpieczając je, jest receptorem dla wirusa odry. Trochę nomenklatury: •

antygen - substancja zdolna do wywołania odpowiedzi immunologicznej, zwykle białko, kwas nukleinowy, sacharyd, ale nie lipid

•

immunogen - antygen pełnowartościowy (w odróżnieniu od haptenu)

•

hapten - substancja zdolna do zareagowania z już istniejącymi przeciwciałami lub komórkami, ale nie do wywołania ich produkcji, antygen niepełnowartościowy; po połączeniu z nośnikiem (np. albuminą) może się stać immunogenny ►leki, np. aspiryna

•

tolerancja - jeden z trzech rodzajów reakcji immunologicznej: antygen jest swoiście rozpoznawany, ale nie zachodzi na niego odpowiedź, powinna się pojawiać w stosunku do własnych antygenów

•

immunosupresja - reakcja nieswoista, brak rozpoznawania i reakcji na większość antygenów w ogóle, wywoływana naturalnie np. przez wirusy i grzyby, sztucznie przez promieniowanie UV, X czy leki. Cytokiny

6

•

Małocząsteczkowe związki (głównie peptydy), służące komunikacji międzykomórkowej. Służą przenoszeniu informacji i regulacji reakcji. Należą do nich czynniki wzrostu, chemokiny, interferony, interleukiny.

•

Interleukiny przekazują informację pomiędzy komórkami białymi (leukocytami).

•

Przykładowe interleukiny to IL-1, zapoczątkowująca wszystkie reakcje zapalne, IL-6, odpowiedzialna m.in. za wytwarzanie przeciwciał i produkcję białek ostrej fazy, i hamująca IL-10. Komórki wytwarzające Rozpoznawanie patogenów przez receptory Toll-podobne

•

Receptory te wykrywają różne składniki ścian bakterii lub grzybów i uruchamiają odpowiedź zapalną.

•

Zostały opisane u ssaków przez podobieństwo z receptorem Toll u embrionów muszki Drosophila melanogaster, u których warunkują prawidłowe różnicowanie w płaszczyźnie grzbietowej. Toll-like receptors (TLR)

•

Należą do grupy receptorów rozpoznających motywy (pattern recognition receptors);

•

Są białkami transbłonowymi, których część pozakomórkowa jest wyposażona we fragmenty bogate w leucynę, a wewnątrzkomórkowa jest podobna do receptora dla interleukiny 1.

•

U ssaków opisano dotąd dziesięć takich receptorów (TLR1-TLR10). Zidentyfikowane ligandy

•

Dla TLR2 – peptydoglikany i lipoproteiny bakteryjne

•

Dla TLR3 – dwuniciowy RNA

•

Dla TLR4 – LPS i kwas lipotejchojowy

•

Dla TLR5 – flagellina

•

Dla TLR9 – niemetylowane sekwencje CpG

"

Apoptoza •

Programowana śmierć komórki

•

Opisana po raz pierwszy przez Kerra, Wylliego i Currie w 1972 r. Odkryli oni zmiany morfologiczne w umierających komórkach, polegające na powstawaniu z błony małych pęcherzyków, zawierających fragmenty cytoplazmy i pochłanianych następnie przez makrofagi.

•

To odrywanie się pęcherzyków przypominało badaczom opadanie liści z drzew jesienią i odtąd grecki termin „apoptosis” zaczął nie tylko oznaczać właśnie opadanie liści, ale także planową śmierć komórki.

•

Trzeba zdawać sobie sprawę, że istnieją dwa rodzaje śmierci komórki: nekroza i apoptoza.

•

Nekrozę nazywa się czasem „śmiercią przypadkową” i powodują ją często czynniki chemiczne lub fizyczne. Prowadzą one do obrzmienia komórki i wreszcie do pęknięcia jej błony. Organelle, takie jak mitochondria czy jądro komórkowe pozostają nietknięte i w całości wydostają się z komórki. W otaczającej tkance często powodują zapalenie.

•

W przeciwieństwie do nekrozy, apoptoza jest procesem ściśle regulowanym i nazywa się ją „programowaną śmiercią komórki”. 7

•

Kluczowym momentem jest uwolnienie z mitochondriów cytochromu c do cytoplazmy i załamanie potencjału błonowego mitochondriów. Aktywacja kaspaz prowadzi następnie do rozkładu białek związanych z apoptozą (np. białka PARP, odpowiedzialnego za naprawę DNA i cytokeratyny 18, odpowiadającej za utrzymanie stabilności cytoszkieletu).

•

Kolejnym biochemicznym markerem apoptozy jest odwrócenie fosfatydyloseryny z wewnętrznej na zewnętrzną stronę błony.

•

Ostatecznym sygnałem jest fragmentacja DNA, potem następuje pakowanie zawartości komórki w małe pęcherzyki błonowe i ich trawienie przez makrofagi. Naturalna apoptoza dotyczy zwykle pojedynczych komórek, podczas gdy nekroza obejmuje zwykle pewien obszar tkanki.

"

Korzyści z apoptozy •

Ciałka i komórki apoptotyczne są zwykle rozpoznawane i usuwane przez sąsiadujące komórki lub komórki żerne, zanim się rozpadną.

•

Pozwala to na szybkie pozbywanie się śmieci bez wywoływania procesu zapalnego, co wyraźnie odróżnia apoptozę od nekrozy. Fizjologia metabolizmu tkanek

•

W rozwoju i degeneracji tkanek proliferacja i apoptoza zazębiają się. Dysregulacja lub zakłócenie któregoś z tych procesów może prowadzić do zaniku tkanki lub rozrostu nowotworowego.

•

W wielu chorobach, np. w raku, zaburzony jest nie tylko proces apoptozy. Prawidłowa apoptoza w połączeniu z nadmierną proliferacją może dawać taki sam efekt, jak prawidłowa proliferacja z zaburzoną apoptozą. Trzeba zatem szczegółowo ustalić miejsce zaburzeń.

Seminarium 2 Zapalenie Jest to często…to właśnie, co obserwuje lekarz jako objaw choroby, a także to, co sam chory odczuwa i co skłania go do szukania pomocy… Czyli: •

ból

•

obrzęk

•

zaczerwienienie (np. w gardle)

•

ucieplenie (np. kończyny)

•

złe samopoczucie, apatia, zmęczenie Miejscowy odczyn zapalny

•

Ucieplenie (calor)

•

Zaczerwienienie (rubor)

•

Obrzęk (tumor)

•

Bolesność (dolor)

•

Zaburzenie funkcji (functio laesa)

•

Faza naczyniowa

Zapalenie 
 (łac. inflammatio, ang. inflammation, niem. Entzűndung) 
 definiuje się jako reakcję unaczynionej tkanki na uszkodzenie Trzy fazy miejscowego odczynu zapalnego 8

•

Faza wysiękowa

• Faza komórkowa Faza naczyniowa m.o.z. •

Miejscowe zaburzenie w mikrokrążeniu krwi i chłonki na skutek działania mediatorów chemicznych.

•

Rozszerzenie światła naczyń, wzrost przepuszczalności ścian naczyń włosowatych.

•

Ucieczka białek i płynu poza łożysko naczyniowe.

Zmiany naczyniowe w ostrym zapaleniu

"

•

Rozszerzenie naczyń

•

Spowolnienie krążenia (aż do zastoju krwi)

•

Zwiększona przepuszczalność ścian naczyń

"

Zwiększona przepuszczalność może wynikać z: •

Skurczu komórek śródbłonka (pod wpływem histaminy)

•

Obkurczenia połączeń międzykomórkowych (pod wpływem cytokin)

•

Aktywności leukocytów

•

Wytworzenia nowych naczyń włosowatych Komórki tuczne:

•

Zawierają histaminę, heparynę, TNF.

•

Uwalniają zawartość pod wpływem: –

Urazu, zimna lub gorąca

–

Związania antygenu przez IgE na powierzchni

–

C3a lub C5a (anafilatoksyn)

–

Białek leukocytów

–

Neuropeptydów, w tym substancji P

–

Cytokin: IL-1, IL-8 Faza wysiękowa m.o.z.

•

Wzrost ciśnienia osmotycznego w przestrzeni pozanaczyniowej.

•

Gromadzenie zapalnego płynu wysiękowego w przestrzeni pozanaczyniowej lub jamach ciała. Faza komórkowa m.o.z.

•

Napływ komórek z łożyska naczyniowego do miejsca zapalenia, pod wpływem czynników chemotaktycznych.

•

Z początku przeważają granulocyty (neutrofile) i makrofagi.

•

Jeśli proces trwa dłużej lub jest powodowany szczególnymi czynnikami, pojawia się naciek limfocytarny. Zapalenie

9

•

Zespół reakcji unaczynionych tkanek, zachodzących od momentu uszkodzenia tkanki przez procesy naprawcze aż do całkowitego ustąpienia skutków zapalenia.

•

Klasyfikacja zapaleń według trzech kryteriów:

!

Czasu trwania

!

Rodzaju zmiany

!

Czynnika etiologicznego Ropa (ale nie naftowa…)

•

Półpłynna substancja powstająca w miejscu reakcji zapalnej, głównie w odpowiedzi na bakterie.

•

Zawiera neutrofile, włóknik, płyn tkankowy i resztki obumarłych komórek.

•

Jest silnie bakteriobójcza…

•

Jej powstanie powodują zwłaszcza niektóre bakterie, np. gronkowiec złocisty Staphylococcus aureus Cellulitis:

•

Rozsiany naciek tkanki, szczególnie tkanki podskórnej, przez neutrofile;

•

Stymulowany szczególnie przez Streptococcus;

•

Z powodu wytwarzanych przez komórki toksyn może się zmienić w niszczące martwicze zapalenie tkanki łącznej;

•

Jest przejawem nieskutecznej reakcji gospodarza na zakażenie.

"

Granulocyty •

Granule – ziarna, stąd ziarniste komórki nazwano granulocytami.

•

Na podstawie pochłaniania barwników podczas barwienia rozmazu krwi obwodowej rozróżnia się granulocyty obojętnochłonne, kwasochłonne i zasadochłonne. Granulocyty obojętnochłonne - neutrofile

•

Neutrofile dominują ilościowo wśród systemu komórek żernych krążących we krwi obwodowej.

•

Tworzą jeden z kluczowych punktów w systemie obrony organizmu przed bakteriami, grzybami i niektórymi wirusami.

•

Posiadają umiejętnośċ wykrywania sygnału chemotaktycznego, adhezji do śródbłonka, a następnie diapedezy przez ścianę naczynia do miejsca toczącego się procesu zapalnego.

• Tam rozpoznają, fagocytują, a następnie niszczą pochłonięte cząstki. Migracja leukocytów do miejsca reakcji zapalnej czyli chemotaksja odbywa się dzięki ruchowi w kierunku rosnącego stężenia substancji przyciągających (chemoatraktantów). Komórki płynące z prądem krwi odebrawszy taki sygnał zbliżają się do ściany naczynia, toczą się po niej, potem zaczynają do niej przylegać (adhezja), aby wreszcie przecisnąć się pomiędzy komórkami śródbłonka (diapedeza) i wypełznąć do tkanki. Potem kierują się nadal w stronę ogniska zapalnego pod wpływem tych samych rozpuszczalnych mediatorów. Experymenty Cohnheima 10

Bogato unaczyniony język żaby umożliwia obserwację mikrokrążenia i ruchu neutrofilów. Funkcje granulocytów •

Fagocytoza drobnoustrojów, zwłaszcza bakterii, wspomagana przez opsonizację.

•

Zabijanie sfagocytowanych bakterii w fagolizosomach.

!

Ziarnistości azurofilne – hydrolazy kwaśne, mieloperoksydaza, białka kationowe, defensyny, elastaza.

!

Ziarnistości swoiste – laktoferyna, lizozym, kolagenaza IV, fosfolipaza A2. Chemotaksja – ruch w kierunku substancji przyciągającej Metabolizm tlenowy i beztlenowy

•

Niszczenie pochłoniętych bakterii może zachodzić przy udziale toksycznych pochodnych tlenowych, albo bez nich, a zwykle przez zastosowanie obu metod.

•

Beztlenowe sposoby zabijania:

"

białka kationowe,

"

defensyny,

"

lizozym,

"

inne, np. laktoferyna, elastaza, MBP. Badanie metabolizmu tlenowego

•

Do wykazania powstałego nadtlenku wodoru (H O ) powszechnie stosuje się 2

2

dwuoctan 2’7’-dichlorofluorescyny (DCFH-DA). Jest to mała, niespolaryzowana i nie wykazująca właściwości fluorescencyjnych cząsteczka, która przenikając przez błonę komórkową rozprasza się wewnątrz komórki i tam ulega deacetylacji w spolaryzowaną 2’7’-dichlorofluorescynę (DCFH); •

Po aktywacji komórki i w obecności powstałego H O jonów żelaza i peroksydazy 2

2

związek ten utlenia się do 2’7’-dichlorofluoresceiny (DCF), fluorochromu emitującego sygnał fluorescencyjny (530 nm), który można zanalizowaċ w cytometrze. •

Zaburzenia fagocytozy i zabijania bakterii przez neutrofile prowadzą do poważnych zakażeń bakteryjnych i grzybiczych, jak w przypadku przewlekłej choroby ziarniniakowej.

"

Główny układ zgodności tkankowej

•

Czyli MHC = major histocompatibility complex

•

U człowieka nosi nazwę HLA (human leukocytes antigens)

•

Jest to system umożliwiający rozpoznawanie swego i nie-swego (self / non-self)

Ekspresja MHC jest kodominująca Rola MHC

Kompleks zgodności tkankowej zapewnia układowi immunologicznemu możliwość odróżniania swojego (self) od nie-swojego (non-self), ►czyli tego, co ma być objęte tolerancją, od tego, co powinno zostać zwalczone. 11

Jednocześnie cząsteczki MHC służą jako miejsce pokazywania (prezentowania) limfocytom T peptydów •

Odpowiedź limfocytów T może zostać zapoczątkowana tylko przez peptydy związane z cząsteczkami MHC.

•

Zjawisko to nazywa się rozpoznawaniem asocjatywnym lub restrykcją MHC (czasami zjawiskiem Zinkernagla – Rolf Zinkernagel dostał za opisanie go nagrodę Nobla). Cząsteczki MHC

są zaangażowane w oddziaływania między każdą komórką organizmu a układem immunologicznym (a ściślej reprezentującymi go limfocytami T). Limfocyty T swoim receptorem rozpoznają kompleks cząsteczka MHC-peptyd. Dwie części cząsteczek MHC •

Niepolimorficzna (niezmienna w populacji, nie różniąca się pomiędzy osobnikami tego samego gatunku) podstawa, kotwicząca cząsteczkę w błonie i stanowiąca jakby nośnik fragmentu wiążącego peptyd.

•

Silnie polimorficzna (inna u każdego osobnika danego gatunku, i u każdego w dwóch wersjach) bruzda wiążąca peptyd. Polimorfizm MHC

•

Jest uwarunkowany genetycznie (najbardziej zróżnicowany locus danego gatunku).

•

Oznacza to, że ten sam peptyd może być u różnych osób prezentowany w różny sposób (czyli i reakcja na niego może być inna).

MHC klasy I są obecne na wszystkich jądrzastych komórkach organizmu (na każdej w liczbie kilkuset tysięcy…). Stanowią one dla limfocytów T cytotoksycznych (CD3+CD8+) wyznacznik tego, co swoje (czyli są jakby dowodem tożsamości danej komórki ustroju). Powinny być zawsze prezentowane na powierzchni komórki, w połączeniu z cząsteczką β2-mikroglobuliny i z endogennym peptydem. Ich brak jest dla limfocytów także sygnałem do zabicia komórki. Wiązanie antygenu do cząsteczek MHC klasy I zachodzi podczas normalnej syntezy białka: część własnych syntetyzowanych peptydów wiąże się z cząsteczkami MHC i wędruje z nimi na powierzchnię komórki. Jeżeli komórka zostaje zakażona wirusem, większość produkowanych przez nią białek to białka wirusowe, a zatem głównie one są prezentowane na MHC klasy I. Cząsteczki MHC klasy II służą do prezentacji egzogennych peptydów, są sygnałem dla limfocytów T pomocniczych (CD3+CD4+) potwierdzającym uprawnienie danej komórki do prezentowania antygenu i zapoczątkowania na niego odpowiedzi. Nie muszą być stale obecne na powierzchni komórki, pojawiają się dopiero gdy bierze ona udział w odpowiedzi immunologicznej (jak odznaka tajnej policji). odbywa się w lizosomie, dokąd docierają pochwycone lub pocięte przez komórkę egzogenne peptydy, i cząsteczki MHC klasy II zablokowane tzw. łańcuchem niezmiennym. W kwaśnym środowisku lizosomu łańcuch niezmienny oddysocjowuje, a cząsteczki MHC klasy II wiążą peptyd. Zapobiega to pobieraniu i prezentowaniu przez nie własnych białek. Wiązanie peptydów do MHC klasy II HLA-DM ułatwia wiązanie peptydów z cząsteczkami klasy II MHC 12

Peptydy wiążące się z MHC klasy I •

Mają długość około 7-15 reszt aminokwasowych.

•

Bruzda ma sześć kieszonek, w które pasują poszczególne aminokwasy.

•

Decydujące są kieszonki B i F. Ściąga

•

MHC klasy I i CD8: 1x8=8

•

MHC klasy II i CD4: 2x4=8

•

Cząsteczki CD4 i CD8 są receptorami dla części niepolimorficznych MHC. Prezentacja antygenu

Każda komórka mająca na powierzchni cząsteczki MHC (głównego kompleksu zgodności tkankowej) klasy I jest zdolna do prezentowania komórkom T (limfocytom CD3+CD8+) antygenów endogennych, własnych lub wirusowych. W tym sensie jest komórką prezentującą, ale nazwa ta jest zastrzeżona dla tzw. zawodowych komórek prezentujących. Dla MHC klasy I używa się raczej terminu: poddawanie się nadzorowi immunologicznemu Ciągła kontrola antygenów związanych z cząsteczkami MHC klasy I ma na celu sprawdzenie, czy komórka jest „własna”, zdrowa, czy nie jest zakażona wirusem bądź nie podlega transformacji nowotworowej. Każda komórka podejrzana powinna zostać usunięta na drodze cytotoksycznej. Prezentacja antygenów na MHC klasy II •

Związane z MHC klasy II antygeny są egzogenne (pochodzą spoza komórki), pozyskiwane na drodze fagocytozy i cięcia na fragmenty obcych białek, lub, jeśli komórka nie jest zdolna do fagocytozy - na drodze pochłaniania fragmentów pociętych przez inne komórki. Monocyty, zwłaszcza rozeźlone (angry) makrofagi pochłaniają i tną na zbyt małe fragmenty, nie nadające się już do prezentacji.

•

Interferon γ wywołuje w komórkach ekspresję cząsteczek MHC klasy II, czyli ułatwia prezentację obcych białek i zwalczanie patogenów. APC – antigen presenting cells

Profesjonalne komórki prezentujące antygen: monocyty/makrofagi, komórki dendrytyczne i limfocyty B mają na powierzchni oprócz MHC klasy I także cząsteczki MHC klasy II. Dojrzałe komórki dendrytyczne i limfocyty B nie fagocytują, ale lepiej prezentują antygeny. Dwie linie komórek dendrytycznych •

Mieloidalna (z tej samej linii co monocyty/makrofagi)

•

Limfoidalna (z linii limfocytów B)

•

"

Czyli komórki prezentujące antygen to 13

monocyty i wywodzące się od nich komórki dendrytyczne oraz limfocyty B i wywodzące się od nich komórki dendrytyczne

" "

Makrofagi

•

Makrofagi są to komórki żerne stanowiące część układu siateczkowośródbłonkowego (układu jednojądrzastych komórek fagocytujących), które spełniają bardzo ważną rolę w odpowiedzi immunologicznej i odporności organizmu, szczególnie odporności przeciwzakaźnej.

•

Stoją na pograniczu odporności wrodzonej i swoistej, bo mają zdolność prezentacji antygenu limfocytom. W odmiennych postaciach występują w wielu narządach.

•

"

Makrofagi tkankowe

■ histiocyty tkanki łącznej ■ komórki Browicza i Kupffera w wątrobie ■ osteoklasty w kościach ■ makrofagi narządów limfatycznych ■ makrofagi CUN ■ makrofagi jam surowiczych ■ makrofagi błon maziowych ■ makrofagi płucne (alweolarne)

Podział makrofagów

W zależności od funkcji wyróżnia się trzy zasadnicze grupy makrofagów: ■ makrofagi wolne - występują na błonach śluzowych np. histiocyty lub makrofagi płucne ■ makrofagi tkankowe np. osteoklasty lub komórki Browicza i Kupffera ■ aktywne makrofagi pojawiające się w odpowiedzi na stan zapalny Funkcje makrofagów •

Pożeranie (fagocytoza) bakterii, fragmentów tkanki;

•

Prezentacja antygenów Fagocytoza

•

Jedną z najważniejszych funkcji makrofagów jest fagocytoza opsonizowanych drobnoustrojów.

•

Opsoninami (czynnikami ułatwiającymi i wzmagającymi fagocytozę) są najczęściej IgG, IgA, a także składnik dopełniacza C3b. Prezentacja antygenów

•

Makrofagi posiadają receptory układu zgodności tkankowej klasy II (MHC II), które umożliwiają im prezentację antygenów limfocytom T. 14

•

Makrofagi odgrywają szczególną rolę w prezentacji antygenów pochodzących z dużych cząstek lub bakterii, do czego nie są zdolne inne komórki wykazujące zdolność prezentacji antygenów, tj. limfocyty B czy komórki dendrytyczne. Czynniki uwalniane przez makrofagi

Enzymy służące trawieniu tkanek i niszczeniu bakterii interleukiny: 1, 6 i 8 interferony α i β czynnik martwicy nowotworów TNFα czynniki regulujące wzrost np. TGF-β, PDGF inhibitory enzymów składowe dopełniacza: C1, C2, C3, C4, C5, czynnik B i D, properdyna reaktywne związki tlenowe transferyna i transkobalamina inne: tymina, uracyl, czynnik aktywujący płytki Chemotaksja ■ Czynniki chemotaktyczne „przyciągają” makrofagi do miejsca inicjowanej odpowiedzi immunologicznej lub zapalnej. Poprzez odpowiednie receptory w błonie komórkowej, czynnik chemotaktyczny powoduje przemieszczanie się odpowiadającej nań komórki w kierunku jego wzrastającego stężenia. ■ Do czynników chemotaktycznych należą między innymi: składnik dopełniacza C5a, niektóre peptydy, tj. fMLP, cytokiny.

"

Metabolizm tlenowy

•

Makrofagi posiadają zdolność wytwarzania wolnych rodników tlenowych reaktywnych pochodnych tlenu o nieparzystej liczbie elektronów.

•

Uwalnianie wolnych rodników wiąże się z procesem fagocytozy, ale nie jest od niej całkowicie zależne. Może być prowokowane przez nieswoiste czynniki stymulujące, tj. lektyny, jonofory, kompleksy immunologiczne, estry forbolu, fMLP, kolchicynę, opsonizowany zymosan, IFN-gamma i TNF. Ich uwalnianie hamują PGE2 oraz IFNalfa. Wytwarzanie wolnych rodników

•

Wytwarzanie wolnych rodników odbywa się na drodze reakcji chemicznych:

•

O2 => O22- reakcja jest katalizowana przez oksydazę NADPH; powstaje anion nadtlenkowy

•

O2 + O2 - + 2H => H2 O2 + O2 katalizatorem jest dysmutaza

•

O2 + H2 O2 => O2 + OH

CD14

•

Powierzchniowy receptor makrofagów.

•

Wiąże lipopolisacharyd (LPS), składnik ścian bakterii Gram-ujemnych.

•

Wiązanie ułatwia niszczenie bakterii i indukcję sekrecji cytokin, pobudzających reakcje immunologiczne. Komórki dendrytyczne 15

#

Obecne w wielu tkankach, o charakterystycznym kształcie.

#

W węzłach chłonnych znane jako komórki rozgałęzione.

#

Ich obecność wykrywa się w strefach T-zależnych tkanek limfatycznych i w nabłonkach.

#

Wykazują wysoką ekspresję MHC klasy I i II.

#

Uważane za najsprawniej aktywujące limfocyty T. Komórki dendrytyczne

•

Niektóre wywodzą się z linii limfoidalnej, inne z monocytowej.

•

Prekursory uwalniane są ze szpiku do krwi obwodowej i docierają do tkanek obwodowych oprócz mózgu. Jako młode intensywnie fagocytują.

•

Potem dojrzewają, przestają fagocytować, przemieszczają się drogą naczyń limfatycznych do węzłów chłonnych lub śledziony i prezentują wchłonięte przedtem antygeny limfocytom T: monocytowe preferencyjnie limfocytom Th1, a limfoidalne preferencyjnie limfocytom Th2. Jeszcze inne sposoby prezentacji antygenu •

Np. cząsteczki CD1 Geny CD1

#

Kodowane na chromosomie 1

#

5 genów (CD1A-E)

#

Tylko cztery białka CD1a-d

#

CD1E ulega transkrypcji, ale białka nie zidentyfikowano

#

W oparciu o homologię wyróżnia się dwie grupy (grupa I a-c i grupa II CD1d) Dystrybucja tkankowa CD 1

#

Cząsteczki grupy I obecne na wyspecjalizowanych APC (np. kom. dendrytycznych).

#

Na monocytach indukowalne in vitro przez GM-CSF.

#

Pewna subpopulacja ludzkich limfocytów B wykazuje ekspresję CD1c

#

Cząsteczki grupy II (CD1d) obecne na ludzkich enterocytach (ale bez β2mikroglobuliny).

#

CD1d ulega ekspresji także na komórkach hematopoetycznych. Struktura CD1

•

Trzy domeny pozakomórkowe

•

Minimalna homologia z cząsteczkami klasy I MHC w domenie 1. 16

•

Masa cząsteczkowa: 33kD sama część białkowa + 3 glikany, masa w sumie 41-55kD.

•

Związane z β -mikroglobuliną 2

Cząsteczki prezentujące antygen Bruzda dla antygenu na CD1 •

Podobna do odpowiednich struktur na cząsteczkach MHC klasy I i II.

•

Głębsza.

•

Tylko dwie wyraźne kieszonki (A’ i F’)

•

Wnętrze złożone przede wszystkim z reszt hydrofobowych.

•

Mała albo żadna zdolność tworzenia mostków wodorowych.

•

Zamknięta na końcach i w większości zakryta.

"

Dojrzewanie limfocytów T Seminarium 4 z immunologii Limfocyty •

Podstawowe komórki odporności swoistej, jedyne w organizmie zdolne do swoistego rozpoznawania antygenu.

•

W rozmazie krwi obwodowej widoczne jako komórki z małą ilością cytoplazmy i ciemnym jądrem.

•

Jest ich w organizmie około 1 x 1012 , z czego we krwi obwodowej obecny zaledwie 1%. Podział limfocytów - subpopulacje

•

Na podstawie markerów powierzchniowych wyróżnia się limfocyty T (70-80%),

B (10-20%)

i komórki NK (~10%), •

a na podstawie pełnionej funkcji limfocyty T dzieli się dalej na cytotoksyczne (Tc), pomocnicze (Th1 i Th2) i regulatorowe (Treg). Limfocyty T

•

Odpowiedzialne za rozpoznawanie antygenu i za reakcje komórkowe, a także za wspomaganie odpowiedzi humoralnej.

•

Rozpoznają tylko przygotowany antygen w kontekście cząsteczek MHC.

•

Ich receptor antygenowy (TCR) składa się z dwóch łańcuchów białkowych, na 90% limfocytów T z łańcuchów αβ, na około 10% - γδ. Stadia dojrzewania limfocytu T

•

Komórki pochodzące z prekursorów szpikowych przedostają się do grasicy (i nazywa się je tymocytami).

•

Podwójnie negatywne tymocyty - CD2, CD7

"

- Na powierzchni nie ma ani CD4, ani CD8 17

•

Podwójnie dodatnie tymocyty - rearanżacja genów TCR i wytworzenie receptora - Na powierzchni obecne i CD4, i CD8

•

Pojedynczo dodatnie tymocyty - komórki tracą albo CD4 albo CD8 Opuszczają grasicę

W grasicy ginie ponad 90% komórek, które dotarły do niej ze szpiku! Na powierzchni pozostaje ta cząsteczka CD, która pasuje do MHC odpowiedniej klasy •

CD4 na tymocytach reagujących lepiej z MHC klasy II

•

CD8 na tymocytach reagujących lepiej z MHC klasy I

"

Grasica (thymus) znajduje się między rękojeścią mostka, tchawicą i workiem osierdziowym. Zbudowana jest ze zrazików, które dzielą się na cześć korową (tkankę limfoidalną) i rdzenną (zawierającą limfocyty). W różnych okresach życia ma ona zmienną ilość tkanki tłuszczowej oraz zmienną wagę. U noworodków jej masa jest mała, wzrasta do okresu dojrzałości, a później gwałtownie się obniża. U zdrowego człowieka jej zanik następuje stopniowo i jest tożsamy ze starzeniem się organizmu. U osób w wieku starczym może zaniknąć całkowicie.

" "

Hormony grasicy Wszystkie hormony grasicy pobudzają granulocyto-, erytro- i limfopoezę. Wzmagają syntezę immunoglobulin, podnoszą odporność ogólną i miejscową organizmu na choroby. Przyspieszają procesy regeneracji tkanek. Wywierają także wpływ na krążenie, zmniejszając opór naczyniowy, przyspieszając akcję serca. Wykazują synergizm z somatotropiną i z estrogenami, oraz antagonizm do kortykosteroidów, progesteronu i androgenów. Główne substancje produkowane Tymozyna wydzielana przez grasicę przyspiesza dojrzewanie limfocytów T, pobudza limfopoezę (powstawanie limfocytów), wzmaga odpowiedź na mitogeny, hamuje nowotwory, zapobiega chorobom autoimmunologicznym, przyspiesza odrzucanie przeszczepów tkankowych i przeszczepionych organów. Tymopoetyna jest blokerem synaptycznym, hamującym przewodzenie impulsu w czasie skurczu mięśnia w płytce ruchowej (neuronowo-miocytowej). •

Ciałka Hassala - drobne struktury, obecne w części rdzennej grasicy. Utworzone przez zdegenerowane i zebrane w grupy komórki nabłonkowe.

•

Pojawiają się już w życiu płodowym, a ich liczba wzrasta do okresu dojrzałości płciowej. Średnica do 100 mikrometrów.

•

Prawdopodobnie mogą być miejscem rozpadu limfocytów, procesów wydzielniczych grasicy. Ich funkcja nie jest jednak w pełni znana. Opisał je Arthur Hill Hassall w 1849 roku. Selekcja pozytywna

18

•

Zachodzi w korze grasicy, na etapie podwójnie dodatnich tymocytów (CD4+CD8+).

•

Limfocyty T z bardzo wysokim albo bardzo niskim powinowactwem do własnych MHC ulegają apoptozie.

•

Tylko limfocyty ze średnim powinowactwem do własnych MHC zostają dopuszczone do dalszego rozwoju. Dodatkowo

•

zachodzi też proces restrykcji MHC: limfocyty, które lepiej rozpoznają MHC klasy I pozbędą się CD4, a pozostaną z CD8 na powierzchni, czyli będą komórkami CD3+CD8+

•

Tymocyty, które lepiej rozpoznają MHC klasy II pozbędą się CD8, a pozostaną z CD4 na powierzchni, czyli będą komórkami CD3+CD4+. Selekcja negatywna

•

Zachodzi w rdzeniu grasicy, gdzie obecne są komórki prezentujące antygeny różnych tkanek całego organizmu.

•

Dotyczy również podwójnie dodatnich tymocytów CD4+CD8+.

•

Usuwa takie limfocyty T, które rozpoznają własne antygeny. Dalsze etapy życia limfocytu T

•

Naiwny limfocyt T (świeżo wypuszczony z grasicy) - w narządach limfatycznych obwodowych kontakt z antygenem zaprezentowanym przez komórki prezentujące (głównie dendrytyczne): stymulacja i kostymulacja.

•

Staje się limfocytem efektorowym (czyli od razu działa) lub limfocytem pamięci (czyli czeka na następny kontakt z antygenem).

•

Poszukiwanie rozpoznanego raz antygenu w całym organizmie i wywoływanie odpowiedniej reakcji. Pobudzenie naiwnych limfocytów T CD4+ Na APC, poprzez MHC klasy II (antygen egzogenny). Limfocyt CD4+ (Th1 lub Th2) wywołuje następnie określoną reakcję immunologiczną. Wadliwe pobudzenie (bez kostymulacji) skutkuje anergią. Dla limfocytów CD3+CD4+ jest to w miarę oczywiste… •

bo na MHC klasy II komórka prezentująca niemal na pewno ma antygen egzogenny…

• Ale jak wygląda pierwsze pobudzenie dla limfocytu CD3+CD8+ ? Pobudzenie naiwnych limfocytów T CD8+ Na APC, poprzez MHC klasy I (antygen endogenny lub egzogenny) Zjawisko cross-prezentacji – bo egzogenny peptyd jest prezentowany na MHC klasy I. Tzw. priming: limfocyt rozpoznaje antygen po raz pierwszy na aktywowanej komórce prezentującej, a potem szuka go na innych komórkach. Komórka prezentująca pobudza limfocyt, ale nie jest przez niego atakowana. 19

Nieaktywowana APC, na której limfocyt T CD8+ rozpoznał antygen, wprowadza go w stan anergii.

"

Przebieg reakcji komórkowych

•

Prezentacja antygenu.

•

Namnożenie rozpoznających go limfocytów.

•

Apoptoza limfocytów swoistych dla danego antygenu po jego wyeliminowaniu.

•

Zostają antygeny na komórkach prezentujących i limfocyty pamięci. Limfocyty regulatorowe

•

Opisywano od dawna istnienie limfocytów T, które mogą hamować funkcje innych, i nazywano je supresorowymi (początkowo sądzono, że mogą to być komórki Tc/s, czyli CD8+).

•

Od pewnego czasu wiadomo, że są to limfocyty pomocnicze (CD4+), ale populacja też nie jest jednolita.

•

Rolę limfocytów regulatorowych mogą też pełnić te komórki T, które są w stanie anergii, czyli uległy jakby wadliwemu pobudzeniu (bez kostymulacji). Typy limfocytów T-regulatorowych

•

Tr – tzw. naturalne limf. regulatorowe. Stanowią 5-10% wszystkich limf. T CD4+, ale nie należą do typu Th1 ani Th2, mają na powierzchni TCR i CD25 i po pobudzeniu (peptyd na MHC klasy II i kostymulacja przez B7/CD80/CD86) wydzielają duże ilości IL-10 i TGFβ. Hamują przez to działanie Th1 i Th2. Prawdopodobnie większość jest swoista wobec własnych antygenów, czyli są odpowiedzialne za hamowanie autoreaktywności.

•

Tr1 – przypominają Tr, ale mają mniej CD25 (czyli są jakby mniej skłonne do pobudzenia), do powstania wymagają IL-10, a raz pobudzone wydzielają ją w dużych ilościach. Prawdopodobnie odpowiadają za utrzymywanie tolerancji wobec antygenów pokarmowych i są obecne w dużych ilościach w jelitach.

•

Th3 – też występują głównie w jelitach, ale ich główną cytokiną jest TGFβ. Też hamują reakcje na antygeny pokarmowe. Stymulacja limfocytów

•

Prawidłowo (przez TCR) antygen pobudza mniej niż 1% limfocytów danej populacji.

•

Mitogeny są w stanie pobudzić wiele klonów limfocytów dzięki oddziaływaniu na węglowodany glikoprotein i glikolipidów ich powierzchni.

•

Mitogenami są na przykład przeciwciało przeciwko CD3, konkanawalina A (ConA), fitohemaglutynina (PHA), mitogen szkarłatki (PWM). Superantygeny

•

Produkowane przez niektóre bakterie, mykoplazmy, wirusy, pasożyty, niektóre rośliny.

•

Superantygeny mogą pobudzać wiele klonów limfocytów, reagując tylko z zewnętrzną częścią domeny V łańcucha β, czyli dany superantygen pobudzi wszystkie limfocyty T z danym typem łańcucha β, zarówno limfocyty T CD4+ jak i CD8+. Tak pobudzone limfocyty wchodzą w stan anergii lub giną.

•

Masowe wydzielanie cytokin przez tak pobudzone limfocyty wywołuje na przykład objawy zatrucia pokarmowego przy zakażeniu gronkowcami. Porównanie pobudzenia przez antygen i przez superantygen

"

20

Funkcje limfocytów T •

Własne komórki zakażone wirusem, zmutowane albo uszkodzone muszą zginąć ► reakcja cytotoksyczna (Tc CD8+).

•

Jeśli komórka jest zakażona pewnymi szczególnymi patogenami, musi dojść do aktywacji makrofagów przez limfocyty T pomocnicze (Th1 CD4+) i zachodzi ► reakcja nadwrażliwości typu opóźnionego (delayed type hypersensivity, DTH).

•

W wypadku zakażeń bakteryjnych, o których informują limfocyty B, limfocyty T pomocnicze (Th2 CD4+) aktywują limfocyty B do odpowiedzi humoralnej, czyli ► produkcji przeciwciał. Reakcja cytotoksyczna

limfocyt T wiąże się za pomocą cząsteczek adhezyjnych do komórki docelowej, rozpoznaje jej receptory powierzchniowe i zabija ją za pomocą perforyn (substancji uszkadzających jej błonę komórkową), granzymów powodujących rozkład białek wewnątrzkomórkowych lub zapoczątkowując apoptozę. Cały taki proces może trwać zaledwie parę minut, a limfocyt jest zdolny do poszukania i zabicia następnej komórki. Do reakcji cytotoksycznej 
 zdolne są: •

limfocyty Tαβ CD8+

•

limfocyty Tαβ CD4+ subpopulacji Th1

•

limfocyty Tγσ

•

limfocyty NKT

•

komórki NK

•

Zabijanie przez limfocyty CD8+

•

Po wykryciu nie-własnych MHC klasy I

•

Po wykryciu nie-własnego peptydu związanego z własnymi MHC klasy I

•

Zabijanie przez limfocyty Tγσ

•

Po wykryciu nie-własnego peptydu

•

Po wykryciu antygenu związanego z CD1

•

Po wykryciu białek szoku termicznego DTH

•

Przykładem jest reakcja na antygen prątków gruźlicy (tuberkulinę), podczas wykonywania tzw. próby tuberkulinowej.

•

W reakcji biorą udział pobudzone limfocyty Th1 CD4+ i makrofagi.

•

Zabijanie drobnoustrojów jest znacznie skuteczniejsze niż przy udziale samych tylko limfocytów T.

•

Komórki NK Naturalni zabójcy 
 Filogenetycznie prymitywne limfocyty T.

•

Brak markerów powierzchniowych limfocytów T lub B. 21

•

Brak receptora rozpoznającego antygen (a zatem należą do systemu odporności wrodzonej).

•

Widoczne w rozmazie krwi jako duże ziarniste limfocyty. Komórki NK- mechanizm działania

•

Zabijają komórki zakażone wirusem i zmienione nowotworowo.

•

Po związaniu się z komórką docelową uwalniają zawartość ziarnistości:

•

–

perforynę: podobną do składowej C9 dopełniacza, tworzącą pory w błonie,

–

granzymy: esterazy serynowe, wywołujące apoptozę (reakcja podobna do cytotoksycznej).

Wydzielają interferon γ, cytokinę aktywującą makrofagi. Nadzór immunologiczny

ciągłe patrolowanie prawidłowych tkanek przez komórki NK, w celu wykrywania i eliminacji własnych komórek zmienionych lub zakażonych wirusem. Funkcja komórek NK •

Rozpoznają i wiążą się z nieprawidłowymi komórkami.

•

Jest to mniej wybiórcze niż w przypadku limfocytów T czy B. •

WIELE nieprawidłowych antygenów gdziekolwiek na błonie

•

JAKAKOLWIEK błona z nieprawidłowymi antygenami.

•

Mniej wybiórcze – ale bardzo wszechstronne

•

Aktywacja komórek NK zachodzi znacznie szybciej niż powolna aktywacja limfocytów B czy T. Komórki NK – rozpoznawanie celu

Jest to wypadkowa sygnałów pozytywnych i negatywnych: •

Receptory pobudzające aktywność bójczą charakterystyce.

•

Receptory hamujące aktywność bójczą (Killer inhibitory receptors, KIR) rozpoznają MHC klasy I; sygnał hamuje aktywność komórki NK. –

o nieznanej dotąd

Zabijane są komórki z obniżoną ekspresją MHC klasy I

– Odwrotność rozpoznania przez limfocyty T. Niektóre komórki organizmu nie wykazują ekspresji klasycznych cząsteczek MHC klasy I •

Np. komórki oka, neurony i komórki trofoblastu. Ma to na celu uniknięcie ataku limfocytów CD3+CD8+ w razie zakażenia wirusowego (komórki oka, neurony) lub w razie rozpoznania alloantygenów (trofoblast).

•

Wykazują natomiast ekspresję nieklasycznych MHC klasy I: HLA-G lub HLA-E (trofoblast), aby uniknąć ataku komórek NK. Komórki NK – aktywność, cd

•

Są zdolne do cytotoksyczności komórkowej zależnej od przeciwciał (Antibody Dependent Cellular Cytotoxicity = ADCC): –

Komórki NK rozpoznają inne komórki opłaszczone przeciwciałami;

–

Mają receptor FcγRIIIa, czyli CD16. 22

Fenotyp komórek NK •

Fenotyp CD3-CD16+CD56+/-, przy czym CD56 to cząsteczka przylegania.

•

Pochodzą ze szpiku, prawdopodobnie z tej samej linii rozwojowej, co limfocyty T.

•

Na dojrzewanie i aktywację wpływają: IL-2,

•

Opisano dwie populacje: NK1, dojrzewające pod wpływem IL-12 i wydzielające głównie IFN-γ i NK2, dojrzewające pod wpływem IL-4 i wydzielające głównie IL-13. Być może forma NK2 jest postacią niedojrzałą, a NK1 w pełni zróżnicowaną. Krążenie komórek NK

•

Słabsze niż limfocytów T, prawdopodobnie raczej są komórkami osiadłymi w tkankach, mogą się tam namnażać.

•

Stanowią aż 50% limfocytów wątroby, 10% limfocytów śledziony, 2-7% limfocytów węzłów chłonnych, 30% limfocytów płuc. System FasL –Fas receptor

•

Ligand dla Fas (CD95L, Apo-1L) to cytokina stanowiąca integralne białko błonowe limfocytów T i komórek NK.

IL-12, IL-15 i IL-21.

•

Funkcją jest indukowanie apoptozy komórek mających na powierzchni receptor Fas, głównie komórek nowotworowych i zakażonych wirusem. ligand dla Fas Komórka zakażona wirusem
 może być zabita przez limfocyt T tylko wtedy, jeśli on swoim receptorem antygenowym (TCR) rozpozna białko wirusowe na MHC klasy I zakażonej komórki Jeśli jednak ta komórka ma na powierzchni receptor dla Fas, 
 to każdy limfocyt mający FasL może ją zabić •

Receptor Fas pojawia się także na aktywowanych limfocytach, przez co stają się one podatne na apoptozę, co jest elementem regulacji odpowiedzi immunologicznej. I ligand dla Fas, i receptor 
 na aktywowanych limfocytach

•

Ligand dla Fas występuje także na powierzchni komórek uprzywilejowanych immunologicznie (komórek oka, Sertolego itp.).

•

W ten sposób eliminowane są komórki immunologicznie kompetentne, które próbowałyby atakować oko lub jądro w przebiegu infekcji niektórymi wirusami. Komórki NKT

•

Limfocyty T mające typowe markery powierzchniowe komórek NK.

•

Mają ograniczone zdolności rozpoznawania antygenów.

•

Są zdolne do wydzielania dużych ilości IL-4 i IFN-γ Charakterystyka komórek

•

Za pomocą umownie ponumerowanych struktur, których obecność lub brak stwierdza się na powierzchni danej komórki.

•

Struktury te wykrywa się za pomocą ustalonej grupy odczynników, stąd nazwa: cluster of differentiation, CD.

•

Struktury te należą do różnych kategorii, pełnią różne funkcje, w charakterystyce komórki istotne jest to, że można je wykryć. Metodą wykrywania…była dawniej immunofluorescencja, 23

•

dziś jest to najczęściej cytometria przepływowa, bo pozwala badać komórki przyżyciowo, a nawet je sortować, poza tym bada więcej komórek naraz. Zasadnicze cząsteczki CD

•

CD3 - kompleks pięciu białek stabilizujący na powierzchni limfocytu T jego receptor antygenowy i biorący udział w przekazywaniu sygnału z tego receptora

•

CD4 - obecny na limfocytach T pomocniczych receptor dla niepolimorficznej części cząsteczki MHC klasy II

•

CD8 - obecny na limfocytach T cytotoksycznych receptor dla niepolimorficznej części cząsteczki MHC klasy I

•

CD16 - receptor dla fragmentu Fc IgG, obecny na komórkach NK, granulocytach i makrofagach

•

CD19 i CD20

•

CD25 - receptor dla interleukiny 2, charakteryzujący proliferujące limfocyty T

•

CD71 - receptor dla transferyny, charakteryzujący komórki rosnące.

"

- struktury typowe dla limfocytów B

Limfocyty B i odpowiedź humoralna

"

Struktura immunoglobulin Każda cząsteczka składa się z czterech łańcuchów białkowych, parami identycznych, dwóch ciężkich i dwóch lekkich. Łańcuchy ciężkie mogą być pięciu typów: α w IgA, δ w IgD, γ w IgG, ε w IgE i µ w IgM, i na tej podstawie dzieli się immunoglobuliny na pięć klas Natomiast łańcuchy lekkie istnieją w dwóch wersjach, we wszystkich klasach immunoglobulin: κ lub λ. Łańcuchy są połączone mostkami dwusiarczkowymi: każdy lekki z jednym ciężkim i ciężkie pomiędzy sobą. Siła wiązania z antygenem •

Pojedynczego fragmentu Fab nosi nazwę powinowactwa = affinity

•

Sumaryczna całej cząsteczki Ig nosi nazwę zachłanności (awidności) = avidity Łańcuchy immunoglobulin są kodowane u człowieka:

•

łańcuch ciężki na chromosomie 14.,

•

łańcuch lekki κ – na 2.,

•

łańcuch lekki λ – na 22. Geny kodujące części stałe łańcucha ciężkiego

•

Dla IgM – Cµ1- Cµ2- Cµ3- Cµ4

•

Dla IgD – Cδ1- Cδ2- Cδ3

•

Dla IgG – Cγ1- Cγ2- Cγ3

•

Dla IgA – Cα1- Cα2- Cα3

•

Dla IgE – Cε1- Cε2- Cε3- Cε4 Dojrzewanie limfocytów B

24

•

Przebiega u ssaków w szpiku kostnym, u ptaków zaczyna się w szpiku i kończy w kaletce (bursie) Fabrycjusza, uchyłku przewodu pokarmowego.

•

Polega na selektywnym namnażaniu takich komórek, które okazały się zdolne do reakcji z antygenem, jaki się pojawił.

•

Czyli bez kontaktu z antygenem nie ma produkcji przeciwciał! Stadia dojrzewania limfocytu B Rola CD40 w aktywacji limfocytów B

•

pobudzenie TCR podnosi ekspresję CD40L na limf. T

•

sygnał z CD40 promuje aktywację limf. B i przełączenie klas Ig

•

CD40 jest też istotny dla funkcji komórek dendrytycznych i makrofagów

•

brak CD40L = 'hyper-IgM syndrome' IgM

•

Wydzielana z komórki IgM jest pentamerem.

•

Wiąże się z antygenem, przybierając kształt kraba.

•

Wydajnie aktywuje dopełniacz, odpowiada

•

Pierwsze przeciwciało w życiu każdego limfocytu B, w życiu organizmu i w każdej pierwotnej odpowiedzi immunologicznej. IgD

•

W większości związana z powierzchnią limfocytów B.

•

Funkcja – receptor dojrzałego naiwnego limfocytu B.

•

Tylko niewielka ilość w krążeniu 0,03 g/l; funkcja tej formy nieznana. IgG

•

W największym stężeniu w surowicy, do 18 g/l, ale w naczyniach tylko 45%, reszta w tkankach.

•

Monomeryczna.

•

Bardzo wysokie powinowactwo do antygenu.

•

Tylko ta klasa Ig przechodzi przez łożysko.

•

Dobrze aktywuje dopełniacz.

•

Najwydajniejsza Ig w opsonizacji, czyli naznaczaniu cząstek lub komórek do fagocytozy, dzięki receptorom dla FcIgG.

•

Istotna w neutralizowaniu toksyn bakteryjnych. Podklasy IgG

za aglutynację.

"

•

IgG 1 jest obecna w największej ilości i osiąga „dorosłe” stężenie już we wczesnym dzieciństwie.

•

IgG1 jest podstawową obroną przeciw antygenom peptydowo – białkowym.

•

IgG2 osiąga pełne stężenie u dziecka dopiero w wieku 6-7 lat. Najczęściej obserwowane niedobory, często skojarzone z niedoborem IgA. Klinicznie niedobory te objawiają się jako nawracające infekcje Haemophilus influenzae typu b, Streptococcus pneumoniae. 25

•

IgG3 – niedobory manifestują się jako nawracające zakażenia dróg oddechowych i choroba obturacyjna płuc. Często skojarzone z niedoborem IgG1.

•

IgG4 – niedobory często skojarzone z niedoborem IgG2 i IgA, zwłaszcza w ataxia telangiectasia, często maskowane normalnym stężeniem całkowitej IgG. Podwyższone poziomy obserwowane w atopowym zapaleniu skóry, astmie i robaczycach. Często skojarzone z dysfunkcją limfocytów T. Podatność na zakażenia dróg oddechowych u dorosłych z niedoborem IgA może zależeć od niedoboru IgG4. IgA

• • •

•

W surowicy monomeryczna.

•

Najwięcej na powierzchni błon śluzowych i skóry, gdzie występuje jako dimer.

•

Przejście przez nabłonki warunkuje fragment wydzielniczy, produkowany przez komórki nabłonka.

•

Stanowi pierwszą linię obrony na powierzchni organizmu. IgE

•

Monomer, dodatkowa domena Cε4, odpowiedzialna za połączenie z receptorem na powierzchni komórek tucznych lub eozynofili i za długotrwałą obecność na tych komórkach.

•

Fizjologicznie bierze udział w obronie przeciwko pasożytom wielokomórkowym i prawdopodobnie w nasilaniu odpowiedzi przeciwko antygenom obecnym w niskich stężeniach, być może także w inicjacji gojenia tkanek.

•

Patologia: alergie. Nie wszystkie immunoglobuliny są przeciwciałami

Immunoglobuliny na komórkach i w postaci wolnej Dojrzewanie limfocytów B Komórka pre-pro-B • CD34+ CD10+ B220+ (izoforma CD45) • Czynnik transkrypcyjny PAX 5 • Ekspresja genów RAG1, RAG2, TdT Komórka pro-B • CD19 – odtąd do końca • Pierwotny BCR φL – rearanżacja genów dla Ig Komórka pre-B • Łańcuch ciężki Ig obecny w błonie, nadal pre-BCR φL Niedojrzały limfocyt B • Dojrzały BCR klasy IgM, znika CD10 (antygen CALLA). • I – duże, aktywnie się dzielące, dominują u płodu • II – małe, postmitotyczne, zatrzymane w fazie G1. Dojrzały limfocyt B • IgM + IgD, CD21, CD23 Kontrola procesu dojrzewania 1.

Czy jest łańcuch ciężki? Sygnał z kinazy Syk.

2.

Czy łańcuch ciężki jest związany z λ5 i V-pre-B? Jeśli tak, OK. Jeśli nie, np. tylko z binding protein i zatrzymany w ER – koniec. 26

3.

Czy pre-BCR nie przekazuje jakiegoś sygnału (potencjalna autorektywność)? Jeśli tak –koniec, jeśli nie – OK.

Czynniki pobudzające powstawanie limfocytów B: •

IL-2, IL-4, IL-9, IL-15

•

IL-6, IL-11, IL-12, G-CSF

•

IGF-1, IGF-2

Czynniki hamujące •

IL-1α, IL-4, TNF, TGF-β, IFN-γ,

• sterydy płciowe, glikokortykosterydy Receptor antygenowy limfocytów B - BCR •

cząsteczka powierzchniowej immunoglobuliny (w formie błonowej, z dłuższą, o około 40 aminokwasów częścią stałą) i białka towarzyszące, czyli dwa dodatkowe łańcuchy: Igα (CD79a) o izotopie odpowiadającym klasie Ig, oraz zawsze jednakowego Igβ lub γ (CD79b). Białka te pełnią podobną rolę, co kompleks CD3 na limfocytach T, m.in. ich rolą jest przekazanie do wnętrza komórki informacji o związaniu przez Ig powierzchniową antygenu. Kompleks ten jest związany z kinazami Syk, Fyn, Lyn, Blk i Lck.

•

W młodym, niedojrzałym limfocycie B nie ma jeszcze w pełni ukształtowanego łańcucha lekkiego Ig, a jedynie tzw. łańcuch pseudo-L (φL).

"

Biologiczna rola immunoglobulin 1. Opłaszczanie (opsonizacja) bakterii, obcych komórek fragmentów tkanki → zaznaczanie, aby ułatwić rozpoznanie komórkom żernym (poprzez receptory dla fragmentów Fc). 2. Wywoływanie aktywacji dopełniacza na powierzchni bakterii i obcych komórek → zniszczenie tych komórek przez lizę (bezpośrednie działanie dopełniacza) lub ułatwienie fagocytozy (poprzez receptory dla składowych dopełniacza na komórkach żernych). 3. Wywoływanie reakcji cytotoksyczności komórkowej zależnej od przeciwciał (ADCC = antibody-dependent cellular cytotoxicity) – poprzez receptory np.. na limfocytach Tc (CD8+), czy na kom. NK 4. Neutralizacja toksyn bakteryjnych Reakcje te zachodzą pod wpływem zmiany we fragmencie Fc Receptory dla immunoglobulin •

Same przeciwciała nie mają zdolności uszkadzania komórek, stanowią tylko „znacznik” dla komórek żernych lub limfocytów. Ich rolą jest swoiste rozpoznawanie antygenu, aby działające nieswoiście komórki żerne miały ułatwione zadanie. Poprzez receptory komórki te nie muszą rozpoznawać antygenu – a tylko stałą część immunoglobuliny (fragment Fc odpowiedniej klasy Ig). Receptory dla immunoglobulin

•

Po naznaczeniu przez immunoglobuliny powierzchni komórek (bakterii lub obcych) komórki żerne łatwiej fagocytują, rozpoznając to, co naznaczone, poprzez obecne na ich powierzchni receptory dla Fc odpowiedniej klasy Ig.

•

Monocyty/makrofagi mogą się uzbrajać w wolne Ig, granulocyty raczej rozpoznają IgG związaną już w kompleksach. Podobną rolę pełnią receptory dla składowych dopełniacza, rozpoznające składowe aktywowane na kompleksach antygen/ przeciwciało.

•

Ponadto receptory dla Fc Ig na limfocytach B pełnią rolę regulacyjną, umożliwiając zakończenie odpowiedzi humoralnej. 27

Regulacja odpowiedzi humoralnej •

Stopniowe wymieranie plazmocytów

•

Hamowanie kolejnych limfocytów B przez receptor FcγIIR (=CD32) (nadmiar wytworzonych przeciwciał)

•

Stopniowa eliminacja krążących przeciwciał Eliminacja kompleksów immunologicznych po zakończeniu infekcji

•

Trawienie przez proteazy

•

Fagocytoza

•

Usuwanie przez wywóz do wątroby i śledziony na powierzchni różnych komórek, przede wszystkim erytrocytów ze względu na ich liczbę

•

"

Układ immunologiczny

Składa się z układu limfatycznego i narządów innych układów, np. szpiku kostnego, skóry, błon śluzowych. Można w nim wyróżnić

"

• Narządy centralne; • Narządy obwodowe; • Naczynia limfatyczne. Narządy centralne: gdzie limfocyty powstają, dzielą się i nabierają kompetencji: • dla limf. B - szpik kostny (u ptaków torebka Fabrycjusza, uchyłek jelita) • dla limf. T - szpik kostny i grasica (u dorosłych ?) Narządy obwodowe: gdzie komórki proliferują i odpowiadają na antygen • węzły chłonne • migdałki • śledziona • kępki Peyera Naczynia limfatyczne: drogi krążenia limfocytów. Układ limfatyczny: ■ śledziona ■ grasica ■ szpik kostny ■ węzły chłonne, kępki Peyera, migdałki, wyrostek robaczkowy

"

Śledziona Leży w jamie brzusznej wewnątrzotrzewnowo, w lewym podżebrzu, piętrze gruczołowym pomiędzy IX a XI żebrem, jej oś długa biegnie wzdłuż X żebra. Biegun tylny czyli górny leży 4-6 cm na lewo od kręgu Th10, biegun przedni czyli dolny nie przekracza linii pachowej środkowej lewej. 28

Pochodzenie rozwojowe mezodermalne (z mezenchymy krezki grzbietowej żołądka). Sąsiedztwo :
 z żołądkiem, lewą nerką, zgięciem śledzionowym okrężnicy, ogonem trzustki, przeponą i nie zawsze z lewym nadnerczem. Wielkość i kształt śledziony w dużej mierze zależą od stopnia wypełnienia jej krwią. Średnio waży około 150 g i mieści około 50 ml krwi, chociaż może jej zmagazynować kilkakrotnie więcej. Narząd otoczony jest błoną łącznotkankową. Wysyła ona przegrody do miąższu śledziony, dzieląc ją na nieregularne zraziki. Zarówno w torebce jak i w przegrodach łącznotkankowych obecne są włókna mięśniowe gładkie, umożliwiające kurczenie się śledziony. W miąższu śledziony wyróżnia się grudki śledzionowe, które są miejscem powstawania leukocytów. Przez każdą grudkę przechodzi tętniczka, która następnie przechodzi w mniejsze naczynia włosowate zwane pędzelkami. Otwierają się one do włosowatych naczyń żylnych zwanych zatokami. Ściany zatok zbudowane są z komórek, o wydłużonych jądrach w kształcie pręcików. Zatoki żylne łączą się w żyły, które łączą się w żyłę śledzionową. Miazga czerwona - miejsce rozpadu erytrocytów,do niej dochodzą liczne naczynia • zatokowe •

Miazga biała - ogniska rozmnażania limfocytów

•

Tk. siateczkowo-śródbłonkowa z układem makrofagów

•

Przegrody łącznotkankowe z włóknami mięsnymi gładkimi wnikające do torebki Funkcje:

•

Przegląd i niszczenie erytrocytów

•

Limfopoeza

•

Fagocytoza (makrofagi)

•

Rezerwuar krwi i jej zagęszczanie

•

Zdolność kurczenia się i wyrzutu zagęszczonej krwi

•

Niszczenie trombocytów

•

W okresie płodowym - hemopoeza Układ immunologiczny związany z błonami śluzowymi = MALT (mucosa associated lymphoid tissue)

•

Składa się z układu immunologicznego związanego z jamą nosową (nose → NALT,

•

z oskrzelami (bronchia → BALT)

•

i z jelitami (gut → GALT).

•

Główną rolą tkanki limfatycznej związanej z układem pokarmowym (GALT) jest ochrona organizmu przed bakteriami przedostającym się drogą układu pokarmowego. Najbardziej aktywnymi uczestnikami tego procesu są: kępki Peyera, grudki limfatyczne i limfocyty występujące miedzy komórkami nabłonkowymi oraz pod blaszka właściwą.

•

Kluczową rolę odgrywa tutaj mechanizm analityczny jelit składający się z wyspecjalizowanych komórek nabłonkowych, komórek M i ściśle z nimi związanych komórek prezentujących antygen, zbierający materiał i analizujący wszystko co zostaje połknięte, dokonując rozróżnienia między szkodliwymi czynnikami inwazyjnymi a dobroczynnymi składnikami pokarmowymi. 29

•

W strukturze tkanki limfatycznej ściany jelita wyróżnić można:

•

rozproszone limfocyty (zwłaszcza w blaszce właściwej błony śluzowej i śródnabłonkowo)

•

grudki limfatyczne (samotne - rozrzucone wzdłuż całego jelita i skupione w postaci kępek Peyera)

•

brak kosmków i krypt jelitowych

•

obecność wyspecjalizowanych komórek M

•

Kępki Peyera są miejscem indukcji odpowiedzi immunologicznej, doprowadzającej w efekcie do uogólnionej odporności w błonach śluzowych. U człowieka podobną rolę mogą spełniać ponadto migdałki i wyrostek robaczkowy.

•

Po raz pierwszy opisane w 1677 roku przez szwajcarskiego lekarza Johanna Conrada Peyera.

•

Kępki Peyera uznawane za wtórne narządy limfatyczne, w największej liczbie występują w końcowych odcinkach jelita cienkiego - w jelicie krętym, choć można je znaleźć również w jelicie czczym, a nawet dwunastnicy.

•

Rozwijają się przed urodzeniem, a ich liczba od momentu pokwitania maleje z wiekiem, tak iż na przestrzeni między 20. a 70. rokiem życia ich liczba dwukrotnie maleje. W ich budowie wyróżnia się:

•

Grudki limfatyczne, zgrupowane poniżej blaszki mięśniowej błony śluzowej, będące skupiskiem limfocytów B.

•

Obszary międzygrudkowe, zasiedlane głównie przez limfocyty T. W obszarach tych znajdują się żyłki z wysokim śródbłonkiem, którymi limfocyty B i T dostają się z krwi do kępki Peyera.

•

Kopuły, utworzone przez uwypuklający się ponad grudkami nabłonek i jego najbliższe otoczenie

•

"

Funkcje kępek Peyera polegają na:

•

rozpoznawaniu i wytwarzaniu odpowiedzi immunologicznej na antygeny chorobotwórczych organizmów, które mogą pojawić się w jelicie.

•

powstawaniu lokalnej tolerancji na antygeny pokarmów i mikroflory bakteryjnej.

•

Kępki Peyera biorą czynny udział w mechanizmie regulującym powstawanie komórek plazmatycznych, wytwarzających IgA w błonach śluzowych.

•

Przekształcanie się limfocytów B w komórki plazmatyczne wydzielające IgA jest złożonym, wieloetapowym procesem, uzależnionym od udziału limfocytów T, innych komórek oraz cytokin. Regulacja ta przebiega głównie na zasadzie procesu przełączania klas od IgM do IgA oraz procesu ostatecznego różnicowania się limfocytów B w komórki wytwarzające przeciwciała.

•

Wyżej wymieniony proces przełączania klas zachodzi w kępkach Peyera, głównie kopułach, z udziałem komórek dendrytycznych i limfocytów Th. Zasadniczą rolę w tym procesie odgrywa TGF-beta.

•

Proces ten może przebiegać jednoetapowo (od IgM do IgA) lub rzadziej dwuetapowo (od IgM do IgG, od IgG do IgA). 30

•

Proces jest prawdopodobnie uzależniony również od rodzaju antygenu; właściwość taką prezentuje LPS.

•

Powstałe w powyższych procesach limfocyty B IgA+, ukierunkowane na wytwarzanie przeciwciał IgA, podlegają procesom regulacyjnym doprowadzającym do ich ostatecznego zróżnicowania i wydzielania przez nie IgA.

•

Limfocyty B IgA+ przeważają w kępkach Peyera nad innymi populacjami limfocytów B, a ich odsetek w ośrodkach rozmnażania kępek Peyera stanowi 60-70 %.

•

Wyspecjalizowane komórki M znajdują się w nabłonku kopuł należących do kępek Peyera. Ich obecność widoczna jest również w migdałkach i wyrostku robaczkowym.

•

Stanowią około 10% liczby komórek należących do wymienionego nabłonka, określanego czasem jako nabłonek towarzyszący grudkom, którego cechą charakterystyczna jest porowatość jego błony podstawnej.

•

Nazwa komórek M wywodzi się od mikropofałdowań ich wolnej powierzchni, którą podobnie jak całą powierzchnię kopuły pokrywa warstwa śluzu, cieńsza jednak niż w pozostałych odcinkach jelita cienkiego.

•

Oprócz mikropofałdowań powierzchni komórki M w swej budowie posiadają wgłębienia cytoplazmy tworzące kieszenie, w których umiejscawiają się limfocyty, rzadziej makrofagi i neutrofile. Funkcje komórek M:

•

Udział w transporcie pewnych makrocząsteczek, w tym antygenów, ze światła jelita do leżącej pod nabłonkiem tkanki limfatycznej.

•

Trening układu immunologicznego. Podstawową rolą komórek M jest wychwytywanie makrocząsteczek i mikroorganizmów ze światła jelita i przenoszenie ich w głąb, do regionu podnabłonkowego. Proces ten trwa ok.10 minut i jest ułatwiony dzięki obecności na powierzchni komórek M charakterystycznego glikokaliksu, zawierającego reszty cukrowe, reagujące specyficznie ze składnikami ścian niektórych bakterii, m. in. z adhezynami. Dodatkowo wydzielnicze IgA łatwiej przylegają do powierzchni komórek M niż do enterocytów, co może ułatwiać wychwytywanie związanych z IgA makrocząsteczek. Przetransportowane za pomocą komórek M makrocząsteczki podlegają prawdopodobnie dodatkowej obróbce w makrofagach błony śluzowej i są przez nie lub inne komórki, np. liczne w podnabłonkowych regionach kopuł komórki dendrytyczne, prezentowane limfocytom.

Istotnym elementem wpływającym na efektywność układu immunologicznego śluzówki jest jej kolonizacja przez właściwą mikroflorę. Aby ją zapewnić, komórki M pobierają antygeny drobnoustrojów i w obecności limfocytów B i T indukują ich wędrówkę i homing (powrót limfocytów do jelita). Taka ciągła kontrolowana konfrontacja z materiałem obcym antygenowo, a także ze szczepami własnej mikroflory jelitowej, przyczynia się do nieustannego ,,treningu” układu immunologicznego. Funkcjonowanie układu immunologicznego Zależnie od rodzaju antygenu układ immunologiczny stosuje jako dominującą jedną z trzech strategii: 1. Rozpuszczalne antygeny 31

•

fragmenty tkanek, białka

•

bakterie

podlegają fagocytozie i wywołują produkcję przeciwciał 2. Antygeny powierzchni komórek

"

• obce komórki • własne komórki zakażone wirusem lub zmienione nowotworowo prowadzą do odpowiedzi komórkowej mediowanej przez limfocyty T cytotoksyczne (CD3+CD8+) 3. Pasożyty wewnątrzkomórkowe nie ujawniające swych antygenów na powierzchni komórki (prątki gruźlicy, niektóre parazyty) wywołują odpowiedź nadwrażliwości typu opóźnionego (DTH=delayed type hypersensivity), z udziałem limfocytów T pomocniczych (CD3+CD4+) i monocytów/makrofagów. Ale…chociaż w każdym przypadku wymieniona odpowiedź jest dominująca, wykrywa się ślady wszystkich typów reakcji. Strategie unikania stosowane przez drobnoustroje •

Bakterie starają się uniknąć fagocytozy otaczając się odpornymi kapsułami, wydzielając toksyny lub hamując reakcje zapalne. Starają się także zasiedlać miejsca trudno dostępne dla komórek układu immunologicznego.

•

Bakterie wewnątrzkomórkowe mogą rosnąć nawet we wnętrzu makrofagów, unikając śmierci i powodując zmniejszoną reaktywność tych fagocytów. Do ich unieszkodliwienia potrzebne są pomocnicze limfocyty T aktywowane limfokinami.

•

Wirusy starają się unikać eksponowania swoich białek na powierzchni komórki, którą zainfekowały, albo mutują szybko, żeby uniknąć rozpoznania. Zabicie wirusa zawsze wymaga zabicia komórki, w której on bytuje!

•

Pasożyty wielokomórkowe (parazyty) są za duże, żeby można je było sfagocytować. Organizm stara się je zwalczyć za pomocą przeciwciał, w tym także klasy IgE, a także eozynofilów. Niektóre parazyty unikają rozpoznania przez upodabnianie się do gospodarza: albo przez produkcję białek podobnych do własnych białek organizmu, albo przez ozdabianie swojej powierzchni zaadsorbowanymi białkami gospodarza. Większość z nich powoduje dodatkowo immunosupresję, utrudniając rozpoznawanie.

•

"Seminarium 6 Limfocyty krążą po obranych drogach: ■

Naiwne tylko po narządach limfatycznych obwodowych, oczekując na sygnał stymulacji i kostymulacji (peptyd na MHC z TCR + cząsteczki kostymulujące);

Limfocyty pamięci po wszystkich tkankach, poszukując antygenu, z którym się już raz zetknęły; do aktywacji starcza im sygnał stymulacji tylko przez TCR. Pamięć immunologiczna- potencjalne mechanizmy ■

■

Limfocyty pamięci są długowieczne

■

Antygen pozostaje długo na powierzchni komórek prezentujących (dendrytycznych) 32

■

Limfocyty pamięci są stale pobudzane krzyżowo, przez mitogeny lub superantygeny Rodzaje reakcji immunologicznych

➢

Reakcja immunologiczna z udziałem komórek wymaga zawsze aktywacji limfocytów T pomocniczych (CD3+CD4+). Rozpoznają one antygen po raz pierwszy w kontekście MHC klasy II na APC, ulegając aktywacji. rodzaju antygenu: odpowiednie limfocyty pomocnicze indukują odpowiednią gałąź reakcji immunologicznej komórki prezentującej (a to zależy właśnie od rodzaju antygenu): pobudzone zostaną raczej limfocyty Th1 (przez kom. dendrytyczne pochodzenia monoidalnego) lub Th2 (przez kom. dendrytyczne pochodzenia limfoidalnego) Reakcja cytotoksyczna - limfocyt pomocniczy Th1 wydziela IL-2 i IFN-γ. Dodatkowo pobudzone makrofagi wydzielają IL-12, pomagając limfocytom różnicować się w kierunku cytotoksycznych limf. T (CTL).

➢

❖

❖

■

■

Komórkami wykonawczymi (efektorowymi) są krótko żyjące limfocyty CD3+CD8+ (Tc).

■

Przykładem reakcji jest zwalczanie własnych komórek zakażonych wirusem: czyli Tc musi rozpoznać antygen wirusowy na APC, a potem szuka komórek mających taki antygen w kontekście MHC klasy I.

■

Reakcja typu opóźnionego (DTH): limfocyty T pomocnicze Th1 rozpoznają antygen, zaczynają wydzielać IL-2 i IFN-γ i pobudzają do działania makrofagi.

■

Komórkami efektorowymi tej reakcji są limfocyty Th i makrofagi.

■

Reakcja taka zachodzi np. po kontakcie z antygenami prątków (Mycobacteria).

■

Cechuje ją długotrwała pamięć immunologiczna.

■

Reakcja humoralna: stymulowany do działania jest limfocyt B, który sam może zadziałać jako komórka prezentująca antygen. Stymulatorem takiej reakcji jest limfocyt Th2, wydzielający IL-4, IL-5, IL-6, IL-10.

■

Komórką efektorową są limfocyty B i powstające z nich plazmocyty, produkujące przeciwciała.

■

Pamięć immunologiczną zapewniają limfocyty B, a także Th2. Antagonizm Th1 / Th2

Polega na hamowaniu jednej populacji pod wpływem cytokin produkowanych przez drugą, czyli IFN𝛄 wydzielany przez Th1 hamuje Th2, a IL-4 wydzielana przez Th2 hamuje Th1. W ten sposób w organizmie zachodzi jako dominujący jeden typ reakcji, bardziej komórkowa, albo bardziej humoralna. Ciąża jako przeszczep semiallogeniczny ■

Antygeny ojcowskie (czyli połowa u dziecka) są dla matki nie-własne.

■

Muszą zatem istnieć mechanizmy umożliwiające przeżywanie dziecka w organizmie matki, mimo działania jej układu immunologicznego.

■

■

Zakłócenie tych mechanizmów może prowadzić do poronień na tle immunologicznym. Obecnie za najważniejsze mechanizmy immunologiczne warunkujące prawidłowy rozwój ciąży jako przeszczepu semiallogenicznego uważa się: słabą antygenowość trofoblastu, 33

■

immunoregulacyjną rolę cytokin – przewaga odpowiedzi immunologicznej typu Th2 nad Th1,

■

immunoregulacyjne działanie progesteronu,

■

immunoregulacyjną rolę przeciwciał blokujących,

■

immunoregulację na poziomie doczesnej. Mechanizmy zabezpieczające ciążę

1. Na poziomie płodu ■ (alfa-fetoproteina, naturalne komórki supresorowe, komórki veto, przeciwciała IgM skierowane przeciw limfocytom T cytotoksycznym matki) 2. Na poziomie łożyska ■ (bariera mukoproteidowa, absorpcja przeciwciał matki skierowanych przeciwko antygenom płodu, słaba ekspresja niektórych antygenów zgodności tkankowej, odporność trofoblastu na działanie immunologicznych mechanizmów cytotoksycznych, niektóre hormony) 3. Na poziomie matki ■ (alfa2-makroglobulina, beta1-globuliny, uromodulina, wczesny czynnik ciążowy, kompleksy immunologiczne, limfocyty T supresorowe) Czy antygeny płodowe są niewidoczne? zaniedbywane? tolerowane? Wiele współdziałających mechanizmów •

ze strony matki: dostosowanie środowiska macicy, ze strony dziecka: dostosowanie łożyska

•

powoduje powstanie środowiska uprzywilejowanego immunologicznie.

• HLA-G and immune tolerance in pregnancy Joan S. Hunt,*,1 Margaret G. Petroff,* Ramsey H. McIntire,* and Carole Ober†

"

The FASEB Journal • Review Vol. 19 May 2005 Zaczyna się to jeszcze przed zapłodnieniem!… •

dzięki rozpuszczalnym mediatorom zawartym w płynie nasiennym już zachodzi dostosowanie środowiska macicy do możliwego zagnieżdżenia,

•

a proces ten trwa podczas zagnieżdżenia i wzrostu dziecka. PreImplementation Factor (PIF)

•

Embryo-derived PreImplantation Factor (PIF) odgrywa decydującą rolę w wywołaniu tolerancji układu immunologicznego matki względem antygenów płodowych.

•

PIF działa głównie wywołując regulatorowy fenotyp makrofagów i komórek prezentujących antygen, które sterują dojrzewaniem limfocytów T, ograniczając miejscowe i ogólnoustrojowe reakcje zapalne i minimalizując stres oksydacyjny.

•

PreImplantation Factor Reduces Graft-versus-Host Disease by Regulating Immune Response and Lowering Oxidative Stress (Murine Model). Azar Y, Shainer R, Almogi-Hazan O, Bringer R, Compton SR, Paidas MJ, Barnea ER, Or R. Biol Blood Marrow Transplant. 2013 Apr;19(4):519-28. PIF, ciąd dalszy

• •

Żywe embriony wydzielają PIF, martwe nie.. PIF wywiera na embrion celowany efekt autotroficzny. 34

• •

PIF można wykryć w krążeniu matki i na powierzchni łożyska. PIF w niskich stężeniach (takich jak we krwi matki w bardzo wczesnej ciąży) skutecznie hamuje cytotoksyczność komórek NK, co chroni embrion przed atakiem układu immunologicznego. • Preimplantation factor inhibits circulating natural killer cell cytotoxicity and reduces CD69 expression: implications for recurrent pregnancy loss therapy Roumen G Roussev, Boris V Dons’koi, Christopher Stamatkin,, Sivakumar Ramu, Viktor P Chernyshov, Carolyn B Coulam,, Eytan R Barnea Reproductive BioMedicine Online (2013) 26, 79– 87 Dziecko rozwijające się w jamie owodni jest otoczone komórkami trofoblastu i kosmówką. Dopełniacz •

Podczas ciąży konieczna jest ochrona i matki i dziecka przed zagrożeniem ze strony patogenów atakujących łożysko, i dopełniacz wydaje się bardzo istotnym elementem tej obrony.

•

Jednak nadmierna jego aktywacja jest zgubna dla dziecka.

•

Zaburzenia mogą się zdarzać u kobiet, które nie miały dość czasu na wytworzenie tolerancji wobec antygenów ojcowskich, tzn. podczas pierwszej ciąży, po zmianie partnera lub po zapłodnieniu nasieniem dawcy. Natomiast uprzedni kontakt z antygenami ojcowskimi wywiera znaczący efekt ochronny.

•

Complement in Pregnancy: A Delicate Balance. Kerina J. Denny, Trent M. Woodruff, Stephen M. Taylor, Leonie K. Callaway. American Journal of Reproductive Immunology 69 (2013) 3–11. Dopełniacz

"

Nadmierna aktywacja dopełniacza podczas ciąży jest hamowana przez trzy białka: decayaccelerating factor (DAF), membrane cofactor protein (MCP), i CD59. DAF hamuje konwertazę C3 i przyspiesza rozkład już utworzonych cząsteczek konwertazy, MCP ułatwia rozkład C3b i C4b do nieaktywnych form. CD59 zapobiega utworzeniu kompleksu ataku na błonę (MAC). Komórki NK •

Podczas normalnej ciąży we krwi obwodowej matki aktywność komórek NK jest niska, a podwyższona stanowi ryzyko spontanicznego poronienia.

•

We wczesnej ciąży większość limfocytów w macicy stanowią granularne komórki NK, CD56+ (bright), nie wykazujące obecności CD16 ani CD3.

•

Komórki NK w macicy są pod kontrolą hormonalną i występują na styku syncytiotrofoblastu i doczesnej . Jedną z ich funkcji jest kontrola zagnieżdżania się zarodka.

•

Immunological relationship between the mother and the fetus. Szekeres-Bartho J. 2 Nov-Dec;21(6):471-95. Natural killer cells promote immune tolerance by regulating inflammatory TH17 cells at the human maternal–fetal interface

"

Binqing Fua, , Xianchang Lib,c, Rui Suna, Xianhong Tongd, Bin Lingd, Zhigang Tiana, and Haiming Weia 35

PNAS | Published online December 27, 2012 | E231–E240 Nie-klasyczne białka MHC klasy I na łożysku Wiadomo już, że obecność HLA-G na komórkach łozyska umożliwia przeżycie semiallogenicznego dziecka, hamując reakcje układu immunologicznego matki na niewłasne (ojcowskie) antygeny dziecka,

"

Komórki syncytiotrofoblasu, migrując wgłąb doczesnej tworzą błonowe i rozpuszczalne postaci tech cząsteczek, które reagują z hamującymi receptorami obecnymi na leukocytach. Tak zahamowane limf. T cytotoksyczne giną lub obniżają ekspresję cząsteczek koreceptorowych (są mniej skłonne do pobudzenia).

"

Natural killer cells (NK) są unieruchamiane, a monocyty są przestawiane w tryb supresyjny, produkując duże ilości cytokin przeciwzapalnych.

"

HLA-G and immune tolerance in pregnancy Joan S. Hunt,*,1 Margaret G. Petroff,* Ramsey H. McIntire,* and Carole Ober† doi: 10.1096/fj.04-2078rev Minor histocompatibility antigens •

Łożysko jest prawdopodobnie źródłem płodowych mHAg. Antygeny te są licznie produkowane i ulegają ekspresji na komórkach trofoblastu i łożyskowych makrofagach.

•

Łożysko uwalnia do krążenia matki liczne cząsteczki tych antygenów, a wiele komórek prezentujących matki może je przechwycić i prezentować.

•

Łożyskowe limfocyty T CD4+, specyficzne wobec mHAg ma fenotyp regulatorowych limfocytów T, co decyduje o powodzeniu ciąży. Minor histocompatibility antigens are expressed in syncytiotrophoblast and trophoblast debris: implications for maternal alloreactivity to the fetus. Holland OJ, Linscheid C, Hodes HC, Nauser TL, Gilliam M, Stone P, Chamley LW, Petroff MG.Am J Pathol. 2012 Jan;180(1):256-66. doi: 10.1016/j.ajpath.2011.09.021. Epub 2011 Nov 8. Cytokiny

•

Na styku matka/dziecko można odnotować przeciwzapalną równowagę cytokin, zarówno pochodzenia Th2 jak i od limfocytów regulatorowych. • Progesteron i estrogen zmniejszają aktywność układu immunologicznego matki. • Środowisko macicy jest jednak uważane za wyjątkowe, ponieważ większość opisywanych zmian dziej się tam, a nie w całym organizmie matki (nie ma stanu immunosupresji podczas ciąży). • Immunology of Pregnancy Implications for the Mother Jill A. Poole and Henry N. Claman. Clinical Reviews in Allergy & Immunology Volume 26, 2004 Regulatory T Cells are Baby′s Best Friends 1. Ana Teles, Ana Claudia Zenclussen, Anne Schumacher* Article first published online: 7 JAN 2013 DOI: 10.1111/aji.12067 •

Spontaniczne poronienia wiążą się ze zmniejszoną liczbą komórek Treg.

•

Treg muszą ulec aktywacji antygenami ojcowskimi.

•

Hormony produkowane podczas ciąży stymulują powstanie, ekspansję i zdolności supresyjne limf Treg. 36

•

Estrogen, progesteron i hCG w stężeniach właściwych dla ciąży podnoszą liczbę Treg wśród leukocytów nieciężarnych kobiet.

•

Fizjologiczne poziomy estradiolu i progesteronu powodują powstanie Treg, wzmacniają ich funkcję in vitro i indukują fenotyp Treg wśród reaktywnych limf. T u ludzi i u myszy.

•

Progesteron powoduje także różnicowanie naiwnych limfocytów T w sznurze pępowinowym w kierunku Treg.

•

hCG nie tylko przyciąga Treg do miejsca styku matczyno-płodowego w łożysku, ale wpływa na ich liczbę i funkcje podczas ciąży. Nie ignorancja, nie tolerancja

•

Początkowo postulowano, że przeżywanie semiallogenicznego płodu powodowane jest ignorancją (brakiem kontaktu układu imm. matki z antygenami płodu), ale dziś wiadomo, że organizm matki żywo reaguje na antygeny płodowe poza łożyskiem.

•

Kontakt z antygenami płodowymoi powoduje powstanie licznych swoistych wobec tych antygenów limf. Treg, co jest warunkiem powodzenia ciąży.

•

Uważa się, że jest miejscowa hyporeaktywność, a nie ogólnoustrojowa tolerancja.

• Tolerance to the Foetal Allograft? Chaouat G, Petitbarat M, Dubanchet S, Rahmati M, Lede´ e N. Am J Reprod Immunol 2010; 63: 624–636

"

Przekazywanie odporności dziecku przez matkę ■

Podczas ciąży – przeciwciała klasy IgG przez łożysko.

(patologia: konflikt serologiczny) ■

Po urodzeniu: przeciwciała klasy IgA , a także monocyty z siarą i mlekiem.

(naturalne karmienie zmniejsza częstość alergii pokarmowych) Szczepienia ochronne Immunizacja – szczepienia 
 – krótka historia ■

Już w XII wieku Chińczycy zauważyli, że dzieci które przechorowały ospę nie zapadały na nią po raz drugi.

■

„szczepienia” ■

Świadome zakażanie małych dzieci od dzieci, które miały łagodny przebieg choroby.

■

Znacząco zmniejszono ogólną zachorowalność i śmiertelność.

■

Lady Mary Montague, żona ambasadora brytyjskiego do Imperium Osmańskiego, kazała zaszczepić swoje dzieci i uczyniła rzecz znaną w Anglii (od 1721 r.)

■

Sposobu tego używano w Anglii i jej koloniach w Ameryce.

■

Zaniechano tego sposobu, ponieważ powodował śmierć u 1-2% szczepionych lub ludzi mających z nimi kontakt.

■

1796 r. angielski lekarz Edward Jenner stosuje szczepienie ■

Używa ospy krowianki do szczepienia przeciwko ospie prawdziwej 37

■

W 1796 r. szczepi ośmioletniego Jamesa Phippsa, płynem z krosty na ręku dójki, Sary Nelmes.

■

Stosuje termin "vaccination" pochodzący od łacińskiego vaccinus = krowi.

■

1879 r. Louis Pasteur uzyskał szczepionkę przeciwko cholerze.

■

Następnie przeciwko wąglikowi (anthrax) i wściekliźnie.

■

Rozwinęła się bierna immunizacja.

Definicje

■

Szczepionka: produkt pochodzenia biologicznego, zawierający substancje zdolne do indukcji określonych procesów immunologicznych warunkujących powstanie trwałej odporności bez wywoływania działań toksycznych.

■

Szczepionki swoiste (godne polecenia) i nieswoiste (podejrzane!) Szczepionki swoiste

■

Mono- lub poliwalentne (jeden lub wiele typów tego samego drobnoustroju).

■

Skojarzone – kilka drobnoustrojów (np. DiPerTe).

■

Cztery rodzaje, ze względu na sposób przygotowania antygenu: Rodzaje szczepionek swoistych

■

zawierające żywe drobnoustroje o zmodyfikowanych właściwościach;

■

zawierające martwe drobnoustroje inaktywowane termicznie lub chemicznie;

■

zawierające oczyszczone produkty drobnoustrojów, np. antygeny powierzchniowe, inaktywowane toksyny;

■

zawierające produkty rekombinowanego DNA. Atenuacja

■

Proces pozbawiania drobnoustroju właściwości chorobotwórczych (zjadliwości, wirulecji).

■

Może polegać na pasażowaniu, modyfikacji chemicznej bądź genetycznej.

■

Szczepionki zawierające żywe, atenuowane drobnoustroje są skuteczniejsze od zawierających martwe drobnoustroje lub ich produkty. Obowiązkowe szczepienia

A. Szczepienia przeciw wirusowemu zapaleniu wątroby typu B (WZW typu B) . B. Szczepienie przeciw odrze. C. Szczepienie przeciw odrze, śwince i różyczce. D. Próby tuberkulinowe i szczepienia przeciw gruźlicy ■

■

■

Próby tuberkulinowe przed szczepieniem BCG u dzieci zdrowych, nie pozostających w styczności z chorym na gruźlicę, należy wykonywać począwszy od 12 roku życia (w kalendarzu szczepień - I próba tuberkulinowa). Studenci akademii medycznych i uczniowie policealnych szkół medycznych rozpoczynający naukę i nie zbadani próbami tuberkulinowymi w ciągu ostatnich 12 miesięcy powinni wykonać to badanie w pierwszym miesiącu nauki, a osoby tuberkulinoujemne - poddać się szczepieniu. E. Szczepienie przeciw Poliomyelitis Zgodnie z zaleceniami Polskiego Komitetu Certyfikacji Eradykacji Poliomyelitis, w celu wyeliminowania zachorowań towarzyszących szczepieniom, wprowadzono dla wszystkich niemowląt szczepionkę zabitą (IPV) jako pierwszą dawkę szczepienia. 38

■ ■

■

■

■

■

Podaje się ją podskórnie lub domięśniowo, na przełomie 3 i 4 miesiąca życia (po 6 tygodniach od szczepienia poprzedniego), jednocześnie z drugą dawką szczepienia przeciw błonicy, tężcowi i krztuścowi. Pozostałe dawki szczepienia prowadzone są szczepionką żywą (OPV) doustnie. Dzieci mające przeciwwskazania do szczepienia szczepionką żywą (OPV) powinny otrzymać pozostałe dawki szczepienia szczepionką zabitą (IPV) podskórnie, w cyklu jak szczepionką żywą. Zaleca się prowadzenie tych szczepień w konsultacyjnych poradniach szczepień.
 Szczepionka IPV przeznaczona do szczepień kolejnymi dawkami może być zamawiana przez wojewódzkie stacje sanitarno-epidemiologiczne dla poradni konsultacyjnej lub na wniosek indywidualny. F. Szczepienie przeciw błonicy, tężcowi i krztuścowi Szczepienia przeciw błonicy, tężcowi i krztuścowi prowadzone są szczepionką DTP, trzykrotnie w odstępach co 6 tygodni w pierwszym roku życia (szczepienie pierwotne) oraz jeden raz w 2 roku życia (szczepienie uzupełniające). Pierwsza dawka szczepionki podawana jest w 2 miesiącu życia, po 6 tygodniach od szczepienia przeciw gruźlicy i WZW B, jednocześnie z drugą dawką szczepionki przeciw WZW B. Druga dawka - na przełomie 3 i 4 miesiąca życia (po 6 tygodniach od szczepienia poprzedniego), jednocześnie ze szczepionką zabitą przeciw poliomyelitis (IPV). Trzecia dawka - w 5 miesiącu życia (po 6 tygodniach od szczepienia poprzedniego), jednocześnie ze szczepionką żywą przeciw poliomyelitis (OPV). Dawka czwarta - w 16-18 miesiącu życia, jednocześnie ze szczepionką żywą przeciw poliomyelitis (OPV). Dzieciom z przeciwwskazaniami do szczepienia szczepionką komórkową przeciw krztuścowi, które według opinii lekarza mogłyby być szczepione szczepionką acelularną (DTPa), można podać tę szczepionkę według zaleceń producenta (szczepienie odpłatne - preparaty zarejestrowane podano w pkt I). Dzieciom nie szczepionym przeciw krztuścowi z powodu przeciwwskazań, które już zostały uodpornione szczepionką DT, można po ustąpieniu przeciwwskazań w stopniu umożliwiającym uzupełnienie odporności przeciw krztuścowi przy użyciu szczepionki acelularnej, zastosować pojedynczą szczepionkę przeciw krztuścowi (Pa) według zaleceń producenta. Szczepionka dostarczana jest tylko w drodze importu indywidualnego. Przeciwwskazania do szczepień

1.

Szczepienia należy odroczyć, gdy występuje:

-

ostra choroba gorączkowa

-

zaostrzenie choroby przewlekłej

-

nasilona skaza krwotoczna

-

okres pooperacyjny

-

podanie immunoglobulin.

2. Szczepienia należy przerwać, gdy występuje: -

nadwrażliwość na jeden ze składników szczepionki

-

poważny odczyn poszczepienny

3. Szczepienie należy poprzedzić specjalistyczną konsultacją w przypadku: -

klinicznie istotnych zaburzeń odporności

-

przewlekłego postępującego schorzenia układu nerwowego

-

choroby autoimmunizacyjnej

-

ciąży 39

-

"

Mediatory zapalenia

■

Aminy wazoaktywne

■

Kininy

■

Pochodne kwasu arachidonowego

■

"

■

I wiele innych, ale częściowo już omówionych, np. układ dopełniacza, układ krzepnięcia i fibrynolizy, czynnik aktywujący płytki, substancje wydzielane przez neutrofile i monocyty/makrofagi. Aminy wazoaktywne

■

Głównie histamina i serotonina.

■

Efekt każdej z nich zależny od receptora, na jaki działa. Histamina

■

Trzy typy receptora: H1, H2 i H3.

■

We wczesnej fazie zapalenia rolę odgrywa głównie pobudzenie przez receptor H1: wzrost przepuszczalności naczyń, obrzęki, skurcz mięśni gładkich oskrzeli.

■

Pobudza eozynofile, komórki NK i limfocyty supresorowe, hamuje proliferację i cytotoksyczność limfocytów T, a także produkcję przeciwciał. Znaczenie biologiczne

■

Ograniczenie reakcji zapalnej do fazy wrodzonej, żeby reakcja zakończyła się miejscowo (nie uległa uogólnieniu) i nie angażowała odpowiedzi swoistej.

■

"

■

Szczególne znaczenie w zakażeniach pasożytniczych i w alergii. Serotonina

■

Efekt biologiczny też zależy od rodzaju receptora.

■

Neuroprzekaźnik w OUN.

■

Pobudza wydzielanie i perystaltykę przewodu pokarmowego.

■

Aktywacja płytek, skurcz dużych naczyń, skurcz oskrzeli.

■

Rozszerzenie małych naczyń, zwiększenie agregacji płytek. Kininy

■

Układ kalikreina-kininogen-kininy odpowiada fizjologicznie za przepływ krwi przez nerki.

■

Aktywacja kalikreiny po uszkodzeniu tkanek, powstanie kinin z kininogenu.

■

Skurcz pozanaczyniowych mięśni gładkich, rozszerzenie naczyń, spadek ciśnienia krwi.

■

Pobudzenie receptorów nocyceptywnych: wywołanie uczucia bólu. Najlepiej poznana kinina: bradykinina

■

Nonapeptyd, czas półtrwania wynosi kilka sekund.

■

Pobudza komórki endotelium do produkcji prostacykliny i NO. 40

■

Pobudza komórki nacieku (neutrofile, makrofagi, limfocyty T) do produkcji cytokin zapalnych. Pochodne kwasu arachidonowego

■

Estry kwasu arachidonowego są obecne w fosfolipidach błony komórkowej. Pod wpływem fosfolipaz uwalnia się kwas arachidonowy, który podlega dalszym przekształceniom.

■

Pod wpływem cyklooksygenazy (syntazy prostaglandyny H) powstają prostanoidy i tromboksan.

■

Pod wpływem lipooksygenaz powstają leukotrieny i lipoksyny. Kwas arachidonowy Prostanoidy

■

Prostaglandyny: PGD , PGE , PGF

■

Prostacykliny: PGI ;

2

2

2

2

Prostaglandyny ■

Odkryte w latach 30 XX wieku w prostacie (glandula prostatae), stąd nazwa;

■

Lokalne hormony regulujące procesy zapalne, przepływ krwi, transport jonów przez błonę, modulujące przekaźnictwo w synapsach.

■

Z czasem opisano, że należą do eikozanoidów (gr. εικοσι = 20), czyli związków dwudziestowęglowych o 4 wiązaniach nienasyconych. Tromboksan TXA . 2

■

Wytwarzany w płytkach krwi, powoduje agregację płytek, krzepnięcie krwi i skurcz naczyń.

■

Tromboksan A jest aktywny, ale bardzo nietrwały (czas półtrwania 30 sekund).

■

Na drodze hydrolizy powstaje z niego tromboksan B , który jest nieaktywny.

2

2

Efekty biologiczne ■ ■

■

■

PGF i TXA powodują skurcz mięśni gładkich, zwężenie naczyń, agregację płytek. 2

2

PGD PGE PGI powodują rozszerzenie naczyń krwionośnych, indukcję gorączki, 2 2 2 ból. W komórkach nacieku powodują wzrost cAMP i spadek cGMP, co hamuje syntezę cytokin zapalnych. PGE hamuje limfocyty T, produkcję przeciwciał i makrofagi. 2 Efekty biologiczne leukotrienów

■

LTC , LTD i LTE powodują silny skurcz naczyń i wzrost ich przepuszczalności.

■

LTB silny czynnik chemotaktyczny i aktywujący dla neutrofilów i eozynofilów,

4

4

4

4

najsilniejszy antagonista nocyceptorów bólu przewlekłego. ■ ■

Lipoksyny hamują cytotoksyczność komórek NK.

"

Niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe 41

■

Dwie główne kategorie: omega-3 i omega-6 (ω-3 i ω-6).

■

Najważniejsze kwasy ω-3: alfa-linolowy, eikozapentaenoikowy i dokosaheksaenoikowy.

■

Najważniejsze kwasy ω-6: linolenowy, gamma-linolenowy, dihomogammalinolenowy i arachidonowy Źródła NNKT

■

Omega-3: ryby i niektóre oleje roślinne (w tym oliwa).

■

Omega-6 (głównie kwas linolenowy): ziarna, orzechy, nasiona, warzywa; kwas arachidonowy w tłustych częściach mięsa. Znaczenie biologiczne

■

Rodziny NNKT omega-6 i omega-3 konkurują o fosfolipazę (PLA2), która przekształca fosfolipidy błony, a także o cyklooksygenazy i lipooksygenazę. Właściwa równowaga pomiędzy ich zawartością w diecie sprzyja zatem kontroli nad powstawaniem eikozanoidów.

■

Prawidłowa proporcja omega-6 do omega-3 powinna wynosić 1:1. Zachodnia dieta zawiera natomiast proporcję pomiędzy 25 a 40 omega-6 do 1 omega-3. Równowaga NNKT

■

NNKT omega-3 są punktem wyjścia syntezy substancji przeciwzapalnych. Sprzyja to obniżeniu ciśnienia krwi i stężenia lipidów w osoczu, a także działa przeciwzakrzepowo.

■

NNKT omega-6 dają początek substancjom zarówno nasilającym, jak i zmniejszającym zapalenie. Działają korzystnie, jeśli są w równowadze z omega-3, ale ich przewaga nasila procesy zapalne.

"

Seminarium 6
 Zaburzenia funkcjonowania układu immunologicznego

•

Niedobory immunologiczne

•

Nowotworzenie

•

Nadwrażliwość

•

Autoimmunizacja Niedobory immunologiczne

•

Objawy kliniczne ➢ badania laboratoryjne ➢ badania genetyczne ➢ ustalenie istnienia i rodzaju niedoboru.

•

Bez objawów niedobór jest zjawiskiem laboratoryjnym! Podział niedoborów immunologicznych

•

Pierwotne – zwane również wrodzonymi, genetycznie uwarunkowane.

•

Wtórne – inaczej nabyte, są skutkiem działania czynnika zewnętrznego lub współistniejącej choroby. Wrodzone niedobory immunologiczne

•

ujawniają się klinicznie najczęściej w dzieciństwie.

42

•

Ich podział tradycyjnie opiera się na tym, jakich komórek lub układów dotyczą: limfocytów T, B, komórek NK, granulocytów czy składowych dopełniacza.

•

W wielu niedoborach defekt dotyczy wielu rodzajów komórek, np. w zespole Wiskotta-Aldricha. Niedobory z przewagą 
 zaburzeń wytwarzania przeciwciał

1. Agammaglobulinemia sprzężona z chromosomem X (a. Brutona) Całkowity brak przeciwciał i śladowa obecność limfocytów B w krążeniu; Nawracające zakażenia bakteryjne dróg oddechowych, prowadzące do przewlekłego zapalenia zatok i zmian rozstrzeniowych oskrzeli. Przyczyną śmierci jest często enterowirusowe zapalenie opon mózgowych i mózgu. Terapia zastępcza polega na podawaniu przeciwciał. 2. Agammaglobulinemia dziedziczona autosomalnie recesywnie – podobny defekt, inna mutacja. 3. Pospolity zmienny niedobór odporności – CVID – wadliwe wytwarzanie przeciwciał. 4. Izolowany niedobór IgA, najczęstsze wrodzone zaburzenie immunologiczne, nawet 1/700 żywych urodzeń, bardzo niskie stężenie IgA w surowicy, pozostałe klasy Ig prawidłowe. 5. Niedobór odporności związany z chromosomem X, ze zwiększonym stężeniem IgM – bardzo niskie stężenie IgG i IgA, przy wysokim lub normalnym stężeniu IgM. 6. Niedobór odporności ze zwiększonym stężeniem IgM, dziedziczony autosomalnie recesywnie, inny obraz kliniczny. 7. Niedobory podklas IgG. 8. Niedobór odporności ze zwiększonym stężeniem IgE (zespół Hioba): nawracające ropnie skóry, płuc i jamy brzusznej, nieprawidłowości w układzie kostnoszkieletowym, deformacje twarzy. 9. Przemijająca hipogammaglobulinemia niemowląt – po porodzie matczyne przeciwciała stopniowo zanikają, a dziecko zaczyna wytwarzać znaczące ilości własnych dopiero około 3. miesiąca życia. Nawet do 3. roku życia może się utrzymywać niskie stężenie przeciwciał, na granicy niedoboru. Niedobory z przewagą defektu limfocytów T 1. Zespół Di George’a – -

wrodzony brak lub niedorozwój grasicy i przytarczyc, deformacje części twarzowej czaszki, wady serca i dużych naczyń;

-

u 20% chorych zmniejszona liczba i/lub aktywność limfocytów T;

2. Selektywny niedobór limfocytów T ze zmniejszoną aktywnością fosforylazy nukleozydów purynowych. Niedobory o charakterze mieszanym 1. Zespół Wiskotta-Aldricha •

Krwawe biegunki lub wybroczyny 43

•

Zmniejszona liczba limfocytów T, prawidłowe stężenie przeciwciał, ale o małym zakresie rozpoznawanych antygenów, zakażenia układu oddechowego.

•

Egzema.

Dziedziczenie recesywne związane z chromosomem X – chorują chłopcy Rola białka WASP •

Reorganizacja cytoszkieletu i pobudzenie aktyny – stąd mutacje powodują zaburzenia ruchu komórek, w tym migracji leukocytów, tworzenia synapsy immunologicznej itp. To mogłoby tłumaczyć szerokie zaburzenia dotyczące układu immunologicznego, w tym zakażenia i nowotwory (zaburzenia nadzoru immunologicznego).

•

Geneza zaburzeń prowadzących do trombocytopenii i egzemy nieznana.

2. Ciężkie złożone niedobory odporności: SCID, 10 postaci, bardzo różne mechanizmy, podobny obraz kliniczny; - głębokie upośledzenie odpowiedzi komórkowej i humoralnej U 60 % chorych T(-) B(+); - 20% T(-) B(-) NK(-); - 20% T(-) B(-) NK(+).

"

Niedobory związane z zaburzeniami ekspresji MHC

1.

Niedobór związany z brakiem ekspresji MHC klasy II – zespół nagich limfocytów;

2.

Niedobór związany z brakiem ekspresji MHC klasy I. Niedobory związane z zaburzeniami naprawy DNA

Ataksja teleangiektazja – u około 70% chorych występuje niedobór odporności z nawracającymi zakażeniami dróg oddechowych. Zespół Nijmegan – nawracające zakażenia dróg oddechowych, hipogammaglobulinemia i różnie nasilona limfopenia. Niedobory związane z zaburzeniami czynności komórek żernych •

mniejsza liczba komórek żernych lub zaburzenia ich czynności (chemotaksji, fagocytozy, zabijania drobnoustrojów),

•

nawracające zakażenia bakteryjne i grzybicze: zakażenia płuc, wątroby, kości, dziąseł, wrzodziejące zmiany śluzówki. Wrodzone neutropenie

•

Cykliczna neutropenia,

•

Ciężka wrodzona neutropenia, - Zespół Shwachmanna-Diamonda

2. Przewlekła choroba ziarniniakowa – zaburzone mechanizmy zabijania wewnątrzkomórkowego patogenów przez wolne rodniki. 3. Zespół Chediaka-Higashiego – zaburzona orientacja neutrofili podczas chemotaksji. 4. Niedobory cząsteczek adhezyjnych. 5. Niedobory związane ze szlakiem IL-12 i IFN-γ. Niedobory dopełniacza 44

•

nawracające zakażenia bakteryjne i skłonność do chorób autoimmunizacyjnych.

•

Niedobór inhibitora C1 esterazy = ciągła niekontrolowana aktywacja dopełniacza na różnych własnych komórkach – obrzęk naczynioruchowy!!! Wtórne niedobory odporności

•

spowodowane inną chorobą lub czynnikami zewnętrznymi;

•

znacznie częstsze niż wrodzone niedobory.

•

niedobory odporności mogą być związane ze stanami fizjologicznymi (ciąża) i wiekiem – noworodki i osoby w podeszłym wieku. Najwięcej ludzi cierpi na niedobór odporności spowodowany niedożywieniem. Niedobór wywołany niedożywieniem

•

niedożywienie powoduje częstsze infekcje, ma wpływ na przebieg i rokowanie takich chorób jak gruźlica, zapalenie płuc, odra, biegunki bakteryjne i wirusowe;

•

w niedoborze kalorii najbardziej upośledzona jest odpowiedź komórkowa, funkcje fagocytarne, wytwarzanie cytokin, a także wydzielanie wydzielniczych IgA i czynność układu dopełniacza. Inne wtórne niedobory

•

oprócz wirusa HIV immunosupresję powoduje wirus odry, powodując wtórne infekcje i dużą śmiertelność. spośród chorób niezakaźnych powodujących wtórny niedobór odporności największe znaczenie mają choroby nowotworowe, przewlekła niewydolność nerek i cukrzyca; Jatrogenne niedobory odporności spowodowane są działaniami medycznymi (terapia lekami immunosupresyjnymi i cytotoksycznymi, promieniowaniem jonizującym) lub używaniem narkotyków i alkoholizmem. Zespół nabytego niedoboru odporności: AIDS 
 (acquired immunodeficiency syndrome)

• •

•

czynnik wywołujący chorobę – wirus ludzkiego niedoboru odporności – HIV (human immunodeficiency virus);

•

przewlekła choroba charakteryzująca się głębokim upośledzeniem czynności układu odpornościowego i różnorodnym obrazem klinicznym; Zespół nabytego niedoboru odporności

•

początek choroby niecharakterystyczny, przypominający grypę lub mononukleozę zakaźną (kilka tygodni).

•

potem trwający od kilku do kilkunastu lat okres klinicznie bezobjawowy;

•

u części chorych rozwija się zespół związany z AIDS (znaczna wiremia i limfopenia, którym towarzyszy gorączka, biegunka, powiększenie węzłów limfatycznych i utrata masy ciała). Zespół nabytego niedoboru odporności

•

końcowa faza choroby - pełnoobjawowy AIDS, obejmujący infekcje spowodowane przez drobnoustroje oportunistyczne, nowotwory (mięsak Kaposiego, chłoniak wywodzący się z limfocytów T, rak szyjki macicy), degeneracje ośrodkowego układu nerwowego (zespoły otępienne, zapalenie mózgu). Zespół nabytego niedoboru odporności

•

wirus HIV, wykorzystując cząsteczkę CD4 oraz receptory dla chemokin, jest w stanie zakazić praktycznie wszystkie komórki organizmu; 45

•

głównym celem ataku wirusa są komórki układu odpornościowego, przede wszystkim limfocyty T pomocnicze, makrofagi i komórki dendrytyczne. Zespół nabytego niedoboru odporności

•

naturalna droga zakażenia - kontakty seksualne, a pierwszym celem dla wirusa są komórki dendrytyczne obecne w błonach śluzowych i limfocyty Th; komórki dendrytyczne przenoszą wirus z błony śluzowej do okolicznych węzłów chłonnych, a tam podczas prezentacji antygenów limfocytom T dochodzi do ich zakażenia; jedna komórka dendrytyczna może zarazić w ciągu godziny kilkadziesiąt limfocytów T; ponieważ komórkami aktywnie wytwarzającymi wirus są limfocyty T pomocnicze, dochodzi do ich niszczenia, zarówno bezpośrednio przez HIV, jak i przez limfocyty T cytotoksyczne. Zespół nabytego niedoboru odporności

• • •

•

u pacjentów ze zdiagnozowanym pełnoobjawowym AIDS liczba limfocytów CD4+ spada o połowę;

•

istotnym mechanizmem eliminacji limfocytów jest indukcja apoptozy zarówno komórek zakażonych, jak i nie zakażonych;

•

HIV pobudza proliferację limfocytów, ale z drugiej strony niszczy miejsca dojrzewania komórek układu odpornościowego, czyli centralne (grasica, szpik) i obwodowe (węzły chłonne) narządy limfatyczne. Zespół nabytego niedoboru odporności

•

wirus indukuje silną odpowiedź immunologiczną, ale układ odpornościowy nie jest w stanie zahamować zakażenia;

•

podstawowe znaczenie w walce z HIV mają mechanizmy komórkowe odpowiedzi immunologicznej – odpowiedź ze strony limfocytów T cytotoksycznych CD8+;

•

nie mogą one jednak powstrzymać replikacji HIV i rozwoju choroby (przyczyną jest ogromna zmienność wirusa i brak efektywnej pomocy ze strony limfocytów CD4+). Odpowiedź na nowotwór

•

Podstawą działania układu immunologicznego jest rozróżnianie "własnego" od "nie-własnego". Dlatego też główny problem immunologii nowotworów można sformułować następująco: czy na powierzchni komórek zmienionych nowotworowo występują antygeny, na tyle różne od innych antygenów występujących w ustroju, że mogą indukować odpowiedź immunologiczną.

•

Proces transformacji nowotworowej komórki nie jest jeszcze do końca wyjaśniony. Związany jest on z aktywacją pewnych genów, tzw. protoonkogenów, które w normalnej komórce biorą udział w regulacji procesów wzrostu i namnażania. Ich modyfikacja prowadzi do powstania tzw. onkogenów, których ekspresja wiąże się z niekontrolowanym wzrostem i zmianami nowotworowymi komórek. Antygeny nowotworów

•

Antygeny występujące na powierzchni komórek zmienionych nowotworowo można podzielić na dwie duże grupy - antygeny towarzyszące nowotworom (TAA - tumor associated antigens) i swoiste antygeny nowotworowe (TSA - tumor specific antigens).

•

Nowotwory wykazują ekspresję antygenów związanych z nowotworem [tumorassociated antigens – TAA]) i powinny być obiektem ataku układu immunologicznego. Jednak wydajne niszczenie nowotworów jest rzadkie. Wiele prac wykazało, że 46

nowotwory stosują wiele strategii, albo unikając ekspresji TAA lub zapobiegając ich ekspresji w w kontekście cząsteczek kostymulujących. Sądzono zatem, że brak odpowiedzi na specyficzne TAA jest przede wszystkim procesem biernym: guzy nie prezentują TAA, albo APC nie stymulują dostatecznie odpowiedzi. •

Ostatnio wykazano jednak, że brak odpowiedzi nie jest jedynie bierny, ale powodowany przez tolerancję TAA wywołaną przez guz. Przynajmniej częściowo odpowiadają za to komórki regulatorowe (Tregs).

•

Antygeny towarzyszące nowotworom (TAA) mogą występować na powierzchni normalnych komórek, ale ich ekspresja wzrasta na powierzchni komórek nowotworowych. Do antygenów takich należy np. antygen karcinoembrionalny albo płodowo-nowotworowy (CEA - carcino-embryonic antigen). Chociaż znalazł on duże zastosowanie w diagnostyce nowotworów, to nie wydaje się, aby odgrywał on u ludzi znaczącą rolę obronną, gdyż najprawdopodobniej nie jest immunogenny dla człowieka, a może nawet wykazywać właściwości immunosupresyjne.

•

TSA są grupą bardzo heterogenną, a część z nich mogą stanowić allele antygenów zgodności tkankowej, nie występujące normalnie u danego osobnika. Należy zwrócić uwagę, że choć antygeny te są nowe dla organizmu i mogą być wykorzystane przy próbach leczenia, to ich pojawianie należy uznać raczej za przejaw dysregulacji metabolizmu komórki, a nie za ekspresję antygenów swoistych dla określonego typu nowotworu. Do głównych, choć nie jedynych, przyczyn niskiej immunogenności komórek nowotworowych, należą:

1. Pojawianie się wariantów komórkowych, nie wykazujących ekspresji antygenów towarzyszących nowotworom. 2. Obniżenie ekspresji antygenów MHC na powierzchni komórek, co wpływa ujemnie zarówno na prezentację peptydów limfocytom T, jak i na rozpoznawanie komórek docelowych. 3. Wydzielanie przez komórki nowotworowe rozpuszczalnych czynników hamujących odpowiedź immunologiczną, np. takich cytokin jak TGFβ lub IL-10. 4. Miejscowa indukcja tolerancji przez komórki nowotworowe, które nie wykazują ekspresji cząsteczek niezbędnych dla kostymulacji limfocytów. 5. Działanie komórek supresyjnych. 6. Ekspresja FasL. • Komórki T regulatorowe CD4+ (Tregs) odkryto ostatnio ponownie pod kątem ich udziału w hamowaniu odporności swoistej. Najczęściej charakteryzuje się je przez obecność cząsteczki CD25 (łańcuch α receptora dla IL-2). W warunkach homeostazy komórki te powstają w grasicy, ale prawdopodobnie potrzebują antygenu, żeby nabrać właściwości. • Po związaniu antygenu działają hamująco przez wydzielanie cytokin lub przez bezpośredni kontakt (cząsteczka CTLA-4). Komórki Tregs CD4+ CD25+ mogą także wywierać działanie supresyjne niezależne od antygenu. • Odrębną populacją komórek Treg są komórki Tr1 (IL-10hi, moderate IL-5, transforming growth factor (TGF)-β and interferon (IFN)-γ, IL-2lo, and IL-4)). Prawdopodobnie IL-15 jest kluczowa dla ich aktywacji. Komórki Tr1 cells wywierają supresję przez IL-10 i TGF-β. • Komórki Tregs CD4+ CD25+ pomagają w utrzymaniu obwodowej tolerancji, ale szczegóły ich działania są mało poznane. • Komórki Tregs CD4+ CD25+ hamują zarówno komórki naiwne, jak i komórki pamięci. Można je hodować in vitro. • •

Wiadomo, że układ immunologiczny wpływa i na powstanie, i na rozwój nowotworu (Shankaran et al., 2001).

"

47

•

Uważa się, że limfocyty T cytotoksyczne CD8+ (CTL) reprezentują najbardziej efektywną odpowiedź przeciwnowotworową. Próbowano je też zastosować w badaniach nad szczepionką przeciwnowotworową.

•

Istnieją dwie linie komórek dendrytycznych (dendritic cells, DC).

•

Linia mieloidalna to przede wszystkim APC, sprawnie pobudzające odpowiedź immunologiczną, podczas gdy DC pochodzenia limfoidalnego biorą udział w indukowaniu tolerancji.

•

W obecności guza DCsy, które prezentują antygeny nowotworowe, indukują w limfocytach raczej stan anergii niż aktywację. Zależy to od ilości antygenu: mało – DCsy stymulują odpowiedź typu Th2, dużo – Th1, mało, ale długo – Treg.

•

Obecność przez długi czas małych dawek antygenu promuje powstanie swoistych wobec niego limfocytów Treg, co może być powodem przeżywania nowotworu.

•

Treg wywierają działanie supresyjne albo przez bezpośredni kontakt z komórkami efektorowymi, albo przez wytwarzanie supresyjnego środowiska, czyli produkcję IL-10, TGFβ lub IL-4.

•

Prowadzi to do tolerancji komórek nowotworu, a także do uogólnionej immunosupresji.

•

Starsze ewolucyjnie niż limfocyty komórki NK dopasowały się do systemu odporności swoistej, gdy pojawił się on u ryb chrzęstnoszkieletowych. Historia badań nad komórkami NK przypisywała im wiele ról, jedną z głównych wydaje się umożliwienie przeżycia płodu dzięki hamowaniu reakcji układu immunologicznego matki.

•

Wydaje się, że nowotwór wywiera na komórki NK podobne działanie, polegające na inaktywacji i kierowaniu reakcji w stronę odpowiedzi Th2. Przełamanie tej tolerancji i zabijanie komórek nowotworu jest możliwe, gdy komórki NK zostaną przekształcone w lymphokine-activated kilers (LAK) za pomocą mediatorów produkowanych przez komórki Th1. [Sinkovics JG, Horvath JC. Human natural killer cells: a comprehensive review. Int J Oncol. 2005 Jul;27(1):5-47.] Nadwrażliwość

•

Stan wypaczonej odpowiedzi immunologicznej, prowadzący do uszkodzenia tkanek i zapoczątkowujący proces chorobowy.

•

[wg W. Lasek: Nadwrażliwość, W: Immunologia, Red.: J.Gołąb, M. Jakóbisiak, W. Lasek, T. Stokłosa; Warszawa 2012] Podział nadwrażliwości wg Gella i Coombsa: IV typy

I – reakcja z alergenem wywoływana przez IgE na powierzchni komórek tucznych i bazofilów; efekt biologiczny wynika z działania mediatorów – histaminy, leukotrienów, kinin. II – reakcja IgM i IgG z antygenami powierzchni komórek; komórki są niszczone w reakcji aktywacji dopełniacza, przez fagocytozę lub ADCC. III – odkładanie kompleksów immunologicznych w naczyniach i tkankach; aktywacja dopełniacza prowadzi do niszczenia tkanek. IV – reakcja limfocytów Tc, Th i makrofagów na antygeny; tkanki są niszczone na drodze efektu cytotoksycznego lub przez cytokiny. Nadwrażliwość typu I – IgE zależna •

Wiąże się ze zjawiskiem atopii (gr. ατοπος = dziwny) czyli genetycznie uwarunkowanej skłonności do nadmiernej syntezy IgE.

•

Niewspółmiernie mała dawka antygenu wywołuje bardzo burzliwe reakcje. 48

•

Przykładami są katar sienny, astma, atopowe zapalenie skóry, wstrząs anafilaktyczny

•

Pojęć „alergia” i „nadwrażliwość typu I” można używać zamiennie Rozpoznanie alergii

•

Objawy kliniczne

•

Dodatnie testy skórne

•

Obecność swoistych przeciwciał IgE w surowicy Teorie wyjaśniające genezę alergii

1.

Czynniki genetyczne – jeśli jedno z rodziców ma alergię, dziecko ma 40% szans na nią, gdy oboje – 60% szans…

Dziedziczenie zdecydowanie wielogenowe, w tym allele układu HLA, geny kodujące IL-4, receptor dla IgE, gen dla IFN-γ itd. 2. Czynniki środowiskowe: brak treningu immunologicznego, m.in. brak kontaktu z niektórymi drobnoustrojami (produkującymi endotoksynę) i przesunięcie równowagi w układzie immunologicznym w kierunku Th2 – hipoteza higieniczna; Westernizacja: przetworzona żywność, utwardzone tłuszcze roślinne, a brak nienasyconych kwasów tluszczowych, lepsze warunki życia, czystość, spaliny z silników Diesla, dym papierosowy. 3. Ekspozycja na alergen: większa w dzieciństwie zmniejsza częstość alergii; Dzieci miejskie wystawiane tylko czasem na duże dawki alergenów łatwiej chorują na alergie. Niekorzystna jest sezonowość występowania (Skandynawia – oczyszczanie powietrza przez śnieg…) 4. Przeciwciała matczyne przekazane podczas ciąży i naturalnego karmienia: zdecydowanie ochronny efekt. Mleko matki zawiera IgA, a także TGF-β, który hamuje odpowiedź immunologiczną u dziecka. Sztuczne karmienie zwiększa częstość alergii pokarmowych. Reakcje alergiczne 1. Natychmiastowa – anafilaktyczna – kilka-kilkanaście minut. •

Termin anafilaksja jest przeciwieństwem profilaksji: prób uzyskania odporności psa na toksynę ukwiału (Portier i Richet, 1902); zamiast niewrażliwości osiągnęli błyskawiczne zejście po drugim podaniu alergenu…

•

Pokrzywka, świąd, obrzęk, w skrajnych przypadkach wstrząs anafilaktyczny.

2. Reakcja późna (Late-phase reaction, LPR) – nie mylić z DTH! •

6-10 godzin od kontaktu z alergenem.

•

Błony śluzowe gdo lub ddo, skóra.

•

Czynnikami wywołującymi są głównie leukotrieny, PAF, IL-1, IL-4 i TNF-α.

•

Skuteczne są GKS, a nie działają leki antyhistaminowe. Odczulanie

•

Swoista immunoterapia – SIT. 49

•

Podawanie początkowo małych, potem rosnących dawek alergenu w celu wywołania tolerancji.

•

Podanie może być podskórne lub podjęzykowe.

•

Jest możliwa, jeśli alergen jest znany…

•

Zaleca się ją zwłaszcza osobom uczulonym na jady owadów.

Tolerancja może być centralna i obwodowa. Rodzaje tolerancji immunologicznej Tolerancja centralna polega na usuwaniu autoreaktywnych klonów limfocytów T w grasicy i autorektywnych limfocytów B w szpiku. Tolerancja obwodowa polega na hamowaniu tych komórek, które wymknęły się spod centralnej kontroli, przez limfocyty T regulatorowe, na drodze delecji klonalnej, anergii lub supresji. Podstawowym problemem w chorobach autoimmunizacyjnych jest przełamanie stanu tolerancji wobec własnych antygenów. Reakcja może mieć charakter humoralny (obecność autoprzeciwciał) lub komórkowy (obecność autoreaktywnych limfocytów T). O chorobie z autoagresji mówi się dopiero, gdy te przeciwciała lub komórki upośledzają czynność jakiegoś narządu. Obecność autoreaktywności…w ograniczonym zakresie jest prawidłowa! •

Zapewnia usuwanie np. produktów rozpadających się komórek przez przeciwciała przeciwko DNA.

•

Autoreaktywne limfocyty T i B są elementem regulacji odpowiedzi immunologicznej, ale z reguły z tych klonów nie powstają komórki pamięci (np. limfocyty B mają odrębny fenotyp CD5+CD19+). Kryteria rozpoznania choroby:

1.

Obecność autoreaktywnych limfocytów lub autoprzeciwciał.

2.

Określenie autoantygenu.

3.

Uzyskanie modelu zwierzęcego choroby.

4.

Podobne objawy kliniczne u chorego zwierzęcia. Etiologia chorób autoimmunizacyjnych

1.

Odpowiedź na antygeny sekwestrowane, neoantygeny, antygeny płodowe.

2.

Odpowiedź na zmienione autoantygeny.

3.

Reaktywność krzyżowa.

4.

Powstanie zakazanego klonu limfocytów.

5.

Zaburzenia regulacji.

6.

Czynniki genetyczne. Czynniki sprzyjające wystąpieniu chorób autoimmunizacyjnych

•

Endogenne: o

Geny MHC 50

•

o

Inne geny (niedobory dopełniacza, cytokiny)

o

Płeć: hormony płciowe

Egzogenne o

Uraz

o

Infekcje wirusowe i bakteryjne

o

Czynniki środowiskowe Klasyfikacja chorób autoimmunizacyjnych u człowieka

•

Narządowo swoiste

➢

Choroba Hashimoto

➢

Choroba Gravesa-Basedowa

➢

Niedokrwistość złośliwa

➢

Choroba Addisona

➢

Diabetes mellitus typu I

➢

Myastenia

➢

Pęcherzyca zwykła

➢

Sclerosis multiplex Narządowo swoiste choroby autoimmunizacyjne

•

Zdefiniowany antygen, ograniczony do tkanki lub narządu, zatem reakcja także związana z konkretnym narządem.

•

Przykłady:

insulina lub dekarboksylaza kwasu glutaminowego (GAD) w cukrzycy typu I, tyreoglobulina lub peroksydaza tarczycowa w chorobie Hashimoto, Kolagen typu IV w zespole Goodpasture’a. Podział chorób autoimmunologicznych według typu zachodzącej reakcji •

Typu II – przeciwciała przeciwko antygenom komórkowym;

•

Typu III – choroba kompleksów immunologicznych;

•

Typu IV – reakcja ze strony limfocytów T.

"

Wpływ wysiłku fizycznego na parametry układu immunologicznego

Seminarium 8 Związek między układem immunologicznym a układem nerwowym •

komórki immunologiczne, dzięki olbrzymiej różnorodności receptorów mogą odbierać wewnętrzny obraz składników ciała i reagować na szczególne odchylenia w tym obrazie. W oparciu o wcześniejsze rozważania, należy przyjąć, iż informacja przetwarzana w UI może być przekazywana do OUN.

•

Szereg przekaźników uwalnianych przez komórki immunologiczne: cytokiny, pewne składowe dopełniacza, immunoglobuliny, histamina, serotonina, mediatory zapalenia, hormony grasicy, odgrywa rolę w komunikacji między UI i OUN.

•

Zależnie od typu stymulacji antygenowej w ustroju pojawiają się zarówno różne kombinacje aktywnych komórek limfoidalnych i dodatkowych, oraz ich rozpuszczalne produkty. Można przyjąć, że istnieje kod oparty o kombinację rozpuszczalnych 51

przekaźników, informujący na bieżąco OUN o typie odpowiedzi immunologicznej. Również informacja o miejscu, gdzie zachodzi odpowiedź może być przenoszona przez pobudzone włókna aferentne w „strategicznie zlokalizowanych” narządach limfoidalnych. •

Z tego względu, przyjmując istnienie dróg aferentnych z UI do OUN, można uważać UI za czuciowy narząd receptorowy.

•

Immunosupresja powodowana stresem wiąże się z podniesieniem poziomu glikokortykoidów (GK). Stres prowadzi do utraty masy ciała, atrofii grasicy, powiększenia nadnerczy, podniesienia poziomu TNFα w surowicy, podwyższenia liczby krążących neutrofilów, a obniżenia limfocytów.

•

Należy zwrócić uwagę na wytwarzanie w komórkach immunologicznych podczas reakcji stresowej β-endorfin, modulujących szereg funkcji immunologicznych. Rosnący poziom β-endorfin indukuje wytwarzanie cytokin Th typu 2. Mają one duże znaczenie w stresach krótkookresowych, mniejsze w stresie chronicznym. Opracowano na podstawie:

•

Ryszard Bobowiec: Rola układu neuro-endokrynowego w odpowiedzi ostrej fazy. W: „Białka ostrej fazy u zwierząt” Wydawnictwo Akademii Rolniczej w Lublinie, 2003 Efekty biologiczne wysiłku

•

• •

W czasie wysiłku fizycznego obserwuje się wzrost wydzielania endogennych peptydów opioidowych między innymi β-endorfiny. Przypuszcza się, że mogą one zmniejszać odczuwanie bólu mięśni jak i ogólne odczucie ciężkości pracy. Z działaniem endorfin wiąże się uczucie zadowolenia i dobry nastrój występujący często po wysiłku u osób systematycznie trenujących. Fakt ten zaleca się wykorzystywać jako czynnik wspomagający kontrolę emocji, a nawet uzupełniający leczenie zaburzeń emocjonalnych. Niektóre osoby po zaprzestaniu treningu skarżą się na pogorszenie samopoczucia. Zespół ten może przypominać objawy towarzyszące przerwaniu przyjmowania narkotyków, bowiem osoby te przyzwyczajone są do większego stężenia endogennych opiodów.

"

Autorzy niemieccy opisują związek między aktywnością ruchową a częstością infekcji górnych dróg oddechowych krzywą w kształcie litery “J”. Średnie ryzyko zachorowania na infekcje górnych dróg oddechowych posiadają osoby nie trenujące. Ich ryzyko zachorowania znajduje się w środkowej części krzywej. W dolnej części krzywej są osoby o najmniejszym ryzyku zachorowania – są to osoby uprawiające trening zdrowotny. Natomiast na szczycie krzywej znajdują się osoby o największym ryzyku zachorowania, tj. osoby przeciążone treningiem fizycznym.

•

Wydaje się, że dla każdego organizmu istnieje indywidualna wielkość aktywności ruchowej, która powoduje wzrost odporności organizmu. Przekroczenie jej w kierunku in plus powoduje spadek odporności, natomiast zbyt mała aktywność ruchowa nie wywołuje zmian.

•

Dotychczasowe wyniki badań potwierdzają hipotezę, że umiarkowany trening wytrzymałościowy poprawia odporność, natomiast trening prowadzący do przeciążenia organizmu – osłabia mechanizmy odpornościowe. Opracowała mgr Joanna Konrad

•

Górski Jan “Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego”, Warszawa: Wydawnictwo lekarskie PZL Kubica Ryszard “Podstawy fizjologii pracy i wydolności fizycznej” wyd. III skrypt dla studentów Akademii Wychowania Fizycznego Kraków 1999

•

52

• •

Marlecki Ireneusz “Wstęp do fizjologii wysiłku i treningu sportowego” Warszawa 1972 Marlecki Ireneusz “Zarys fizjologii wysiłku i treningu sportowego” Warszawa 1981

Na temat zmian w parametrach układu immunologicznego indukowanych wysiłkiem fizycznym i wytrenowaniem ukazały się setki doniesień. Badania ogniskują się zasadniczo wokół pytania, czy wpływ wysiłku jest korzystny, czy zależy od jego intensywności i czasu trwania, i czy regularne podejmowanie wysiłku pozwala „wytrenować” układ immunologiczny. Istnieje pogląd, iż wysiłek fizyczny zmniejsza odporność, zwłaszcza jeśli jest on nieproporcjonalny do możliwości organizmu. Wydaje się, iż najciekawszym odkryciem ostatnich lat jest stwierdzenie, że wysiłek fizyczny o średnim poziomie intensywności powoduje u starszych osób korzystne zmiany w parametrach układu odpornościowego Jednakże długotrwałe wykonywanie przez sportowców wyczerpujących ćwiczeń fizycznych może wywoływać okresowe zaburzenia czynności układu odpornościowego. Chodzi tu zwłaszcza o spadek liczby komórek NK i stężenia immunoglobulin w surowicy. Rezultatem jest wzrost podatności na zakażenia i groźne dla życia wirusowe zapalenie mięśnia sercowego. Jeśli na dodatek zawodnik jest wystawiony na działanie wysokiej temperatury, obciążenie układu odpornościowego wzrasta wielokrotnie. Przedstawione tezy znajdują potwierdzenie w obserwacjach klinicznych Doniesienia można pogrupować wokół trzech zasadniczych stwierdzeń: •

Przede wszystkim, ewentualne zaburzenia, a w każdym razie zmiany w badanych parametrach zależą od czasu i intensywności wysiłku; wysiłek maksymalny lub wyjątkowo długotrwały wywiera wpływ trwający długo (dni, tygodnie), a nie znikający po kilku godzinach.

•

Największe zmiany notowano u uprawiających dyscypliny wyczerpujące (maraton, pływanie długodystansowe).

•

Po drugie, główne obserwowane zmiany dotyczą parametrów odporności nieswoistej, przede wszystkim aktywności granulocytów; natomiast klinicznie uchwytne różnice dotyczą zwiększonej zachorowalności na infekcje wirusowe, głównie górnych dróg oddechowych (URTI).

•

Wreszcie – po trzecie – wydaje się, że wzrost zachorowalności nie zależy wyłącznie od możliwych do zmierzenia zmian w układzie immunologicznym, ale ma związek ze stresem, stężeniami neuroprzekaźników, szeregu hormonów stresu, katecholamin, itd., jako że porównywalny wysiłek w okresie treningowym nie wiąże się z taką zapadalnością jak podczas sezonu zawodów. Distant stressors

•

Segerstrom & Miller, 2004. Psychological Stress and the Human Immune System: A Meta-Analytic Study of 30 Years of Inquiry. Psychological Bulletin, 130, 4.

•

Traumatyczne wydarzenia, które miały miejsce w odległej przeszłości (molestowanie w dzieciństwie, urazy wojenne, uwięzienie) mogą nadal wpływać na układ immunologiczny, ze względu na swoje długotrwałe skutki emocjonalne i poznawcze.

•

Opis objął podobieństwa i różnice opisane w 293 pracach badawczych. Badania te dotyczyły w sumie 18.941 osób. 53

•

W sumie sytuacje stresowe miały słaby związek z różnymi opisanymi następstwami ze strony układu immunologicznego, zależnie od rodzaju stresu. Wydaje się np, że inny jest wpływ gniewu niż urazu.

•

Autorzy opisują, że najbardziej przewlekle działające stresory: te, które wpłynęły na zmianę tożsamości czy roli społecznej, były ponad możliwość kontrolowania czy wydawały się nie mieć końca, w największym stopniu wpłynęły na supresję odporności. W takiej sytuacji wszystkie parametry świadczące o funkcji układu immunologicznego wypadały poniżej normy. Im dłużej trwał stres, tym bardziej układ immunologiczny zmieniał swoje działanie z dostosowania (takiego jak w ostrym stanie: walka lub ucieczka) na zmiany potencjalnie szkodliwe, z początku w zakresie odporności komórkowej, potem w zakresie całej funkcji immunologicznej. Wydaje się, że stresory, które wywracają świat do góry nogami i wydają się odbierać wszelką nadzieję na przyszłość mają prawdopodobnie najgłębszy wpływ psychologiczny i fizjologiczny. Autorzy wykazali także, że wiek i choroba także wpływały na podatność osoby na powodowane stresem zaburzenia układu immunologicznego. Wydaje się, że kiepski stan zdrowia i wiek pogarszają zdolność organizmu do samoregulacji. Wpływ wysiłku…

•

•

•

Szczegółowe badania można pogrupować w następujące kategorie:

a) liczba i aktywność komórek NK, b) liczba i aktywność granulocytów, c) przesunięcia w zakresie subpopulacji limfocytów. Komórki NK Po porównaniu osób wytrenowanych i niewytrenowanych stwierdzono u wytrenowanych większy procent CD16+, i ich wyższą aktywność cytotoksyczną [Pedersen, 1989]. Pod wpływem treningu (po 15 tyg. ćwiczeń) nastąpiła poprawa aktywności komórek NK, co wiązało się z mniejszą zapadalnością na infekcje [Nieman, 1990]. Komórki NK -cd Maratończycy w spoczynku mieli mniej granulocytów obojętnochłonnych, liczby innych komórek były porównywalne z grupą kontrolną nie-sportowców, notowano jedynie wyższą aktywność cytotoksyczną komórek NK [Nieman, 1995]. Pływacy po wysiłku wykazywali spadek liczby komórek NK [Gleeson, 1995]. Wydaje się, że to prostaglandyny mogą powodować spadek liczby komórek NK u osób poddanych stresom [Pedersen, 1998]. Badania dzieci poddanych bardzo intensywnemu treningowi wykazały, że wytrenowani mieli niższą aktywność komórek NK przed wysiłkiem, a po wysiłku u wszystkich można było zaobserwować wzrost liczby leukocytów, limfocytów i komórek NK (tych ostatnich aż o 395%) [Baas, 1996]. Komórki NK - wnioski •

Te pozornie sprzeczne dane pokazują, że układ komórek NK jest bardzo dynamiczny, a zmiany we krwi obwodowej nie do końca odzwierciedlają produkcję i być może magazynowanie w puli brzeżnej, śledzionie czy tkankach. Ich aktywność cytotoksyczna także nie jest miarodajnym parametrem zmian odporności pod wpływem wysiłku. Granulocyty - wnioski

•

Wydaje się zatem, że o ile jednorazowy wysiłek powoduje zawsze wzrost liczby i aktywności granulocytów (co prawdopodobnie jest efektem mobilizacji puli brzeżnej), o tyle regularne treningi powodują spadek ich liczby i zmniejszoną aktywność. Może to być wynikiem włączenia homeostatycznego hamowania, aby nie dopuścić do 54

nadmiernego pobudzania granulocytów i zminimalizować ich ewentualne niszczące działania. Limfocyty Po wysiłku notowano spadek liczby wszystkich limfocytów T, w tym głównie T CD4+, a wzrost liczby komórek NK, najbardziej po ciężkim lub długotrwałym wysiłku, po 30 min. zmiany te zanikały [Kendall, 1990]. Podobnie inni autorzy odnotowali spadek liczby wszystkich limfocytów T, a wzrost stężeń IgA, IgG, IgM [Nehlsen, 1991]. Po 40 tygodniach intensywnego biegania (5 x 8 km na tydzień) stwierdzono, że liczba limfocytów nie uległa zmianie, podobnie liczba limfocytów T, natomiast zmieniła się proporcja CD4/CD8 na skutek wzrostu odsetka komórek CD3+CD8+ i spadku odsetka komórek CD3+CD4+ [Kawada, 1992]. Krótki maksymalny wysiłek powodował wzrost liczby leukocytów, w tym wzrost liczby monocytów i limfocytów, spadek stosunku CD4/CD8, nie wywoływał natomiast zmiany liczby granulocytów; u osób niewytrenowanych notowano więcej komórek CD8+, a u wytrenowanych odsetkowo mniej komórek CD25+ po stymulacji [Gray, 1992]. Wysiłek podczas treningu powodował spadek liczby komórek CD3+ i CD4+, obniżenie stężenia IL-2, spadek odpowiedzi limfocytów na stymulację fMLP i PMA, a wzrost proliferacji pod wpływem PHA i przeciwciała monoklonalnego Mono-aCD3 [Baj, 1994]. Kiedy zbadano czas normalizacji parametrów, poddając ćwiczących wysiłkowi po 24 min na rowerze treningowym przez 5 dni, do 80% wysiłku maksymalnego, można było stwierdzić, że efekt natychmiastowy mijał po 3 godz. (i był prawdopodobnie związany z pobudzeniem układu sympatycznego, co wiązało się ze wzrostem stężenia norepinefryny), natomiast efekt średnio odległy polegał na niewielkim wzroście odsetka komórek CD19+ i CD3+CD4-CD8- [Grazzi, 1992]. W 36 godzin po wysiłku nie obserwowano różnic co do liczby komórek CD3+, CD19+ ani proporcji CD4/CD8; u osób wytrenowanych notowano wyższą liczbę leukocytów i granulocytów, a także komórek NK, natomiast niższą liczbę limfocytów. U osób wytrenowanych obserwowano także wzrost ekspresji łańcucha β receptora dla IL-2 [Rhind, 1994]. • Przedłużony trening powodował produkcję IL-1, spadek stężenia IL-2 (prawdopodobnie wzrost ekspresji łańcucha β receptora powoduje większy wychwyt tej interleukiny); średni wysiłek podnosił aktywność NK, a duży ją obniżał; sugerowano uszkodzenie mięśni szkieletowych jako przyczynę powstawania reakcji zapalnej [Shepard, 1994]. Tezie tej zaprzeczyły kolejne badania, wykazujące, że nie dochodzi do uszkodzenia mięśni mierzonego zmianą aktywności CPK [Brenner, 1999]. •

Opisywano też wzrost liczby leukocytów i granulocytów, wśród limfocytów zaś komórek CD8+ i CD4+, ze spadkiem proporcji CD4/CD8 [Rebeco, 1998].

•

Gimnastyczki w wieku 10-12 lat, badane zaraz po i 12 godz. po wysiłku, wykazywały wzrost liczby WBC (powrót do wartości podstawowych po 24 godz.) natomiast liczby granulocytów i limfocytów pozostawały podwyższone jeszcze w 24 godz. po wysiłku. Zmiany w subpopulacjach limfocytów obejmowały wzrost liczby limfocytów T, Th, Tc i komórek NK – przy czym liczby te powracały do wartości wyjściowych po 24 godz. Nie notowano zmian w stężeniach IgA, IgM, IgE, IgG całkowitej ani jej podklas [Eliakim, 1997].

•

•

Biegacze po 2 m-cach treningu wykazywali wzrost stężenia sICAM-1 i cechy zagrożenia alergią: wzrost CD20+CD23+, CD4+CD45RO+, wzrost sIL-2R i ICAM1 [Baum, 1994]. 55

•

Do odrębnych efektów zaliczyć można zmiany stężeń immunoglobulin: pływacy po wysiłku mieli mniej IgA, IgM, IgA w ślinie, ze spadkiem stężenia IgG2 [Gleeson, 1995], natomiast notowano po wysiłku wzrost stężenia ACTH i β-endorfin [Fernandez, 1995]. Ponadto notowano po wysiłku spadek liczby eozynofili, limfocytów i stężenia IgM o 20-35%, wzrost wydzielania IL-6 i GM-CSF [Boyum, 1996]. Jelitowa produkcja IgA i IgM nie spadała po maratonie [Nilssen, 1998]. Próby poprawy parametrów odporności za pomocą suplementacji substancji spożywczych były badane na przykładzie podawania posiłku bogatotłuszczowego: powodowało to wzrost stężenia IL-2, a spadek wydzielania IL-1, IL-6, TNF [Venkatraman, 1997]. Poprawiało także badane parametry podawanie napojów bogatych w węglowodany [Nieman, 1999].

•

• •

•

•

Podobnie zatem jak w przypadku granulocytów efekt natychmiastowy (przemijający) wiąże się jedynie z przesunięciami pomiędzy spoczynkowymi komórkami puli brzeżnej i magazynów, być może śledzionowych, a krwią obwodową, natomiast do odległych efektów należy zmniejszona zdolność limfocytów do aktywacji, a zatem również hamujący wpływ nieznanych czynników. Oprócz rodzaju i czasu trwania wysiłku, a także stopnia wytrenowania na wyniki ma istotny wpływ również wiek badanych, jako że u młodszych sportowców zmiany są nieco inne i wytrenowanie zdaje się tu wywierać mniejszy wpływ hamujący. Jedną z prób wyjaśnienia tego zjawiska jest hipoteza, że ponieważ to brak IFN gamma wywołuje supresję w układzie immunologicznym, a wysiłek praktycznie znosi wydzielanie IFN, obserwowane u sportowców spadki odporności są właśnie pochodną tego zjawiska [Northoff, 1998]. Odrębną kwestią jest oddzielenie efektu czysto fizycznego wysiłku od wpływu stresu psychicznego: zobrazowały to badania nad okresami treningu i sezonu zawodów, pokazujące wzrost liczby granulocytów obojętnochłonnych, spadek liczby limfocytów T CD4+, spadek aktywności limfocytów T i aktywności granulocytów obojętnochłonnych, ale brak zmian komórek NK. Wszystkie te zmiany cofały się po sezonie zawodów. Podstawową podkreślaną przez autorów zmianą są zaburzenia funkcji granulocytów [Bury, 1998]. Wpływ stresu może wiązać się ze zmianami wywoływanymi przez katecholaminy [Takanara, 1999].

56