Struktura a funkce imunitního systému. Igor Hochel

Transkript

1 Struktura a funkce imunitního systému Igor Hochel

2 Imunitní systém a jeho funkce Imunitní systém je adaptační a regulační soustava vzájemně kooperujících molekul, buněk a tkání, která se spolu s endokrinní a nervovou soustavou podílí na udržení integrity mnohobuněčného živočišného organismu a na zajištění jeho vitálních funkcí (homeostazi). Hlavní funkce imunitního systému: obranyschopnost tj. rozpoznání cizorodých komponent a ochrana organismu před pathogenními mikroorganismy a jejich škodlivými produkty autotolerance tj. rozpoznání vlastních buněk a tkání organismu a navození a udržování tolerance imunitní dohled tj. rozpoznání a eliminace disfunkčních složek organismu (poškozené, infikované, nebo mrtvé buňky)

3 Druhy imunitních mechanismů vrozené nespecifické (neadaptivní mechanismy) evolučně starší, přítomny u všech mnohobuněčných organismů fagocytující buňky a přirozeně cytotoxické buňky, komplement, interferony, lektiny a další sérové proteiny rozpoznávají strukturní a funkční rysy společné mnoha pathogenům okamžitá odpověď na přítomnost cizorodé struktury specifické adaptivní mechanismy evolučně mladší obranné mechanismy (obratlovci) protilátky, antigenně specifické receptory, T buňky, B buňky) efektorové funkce se aktivují až po setkání s antigenem pomalá imunitní odpověď (dny, týdny) imunologická paměť

4 Přirozené ochranné bariery neimunitní povahy kůže, sliznice obranné mechanismy: mechanické pohyb řasinek, longitudiální tok vzduchu a tekutin chemické lysozym v slzách a slinách, pepsin v žaludku, kyselé ph žaludečních šťáv a moči, defenziny mikrobiologické nepathogenní mikroflora, která soutěží s pathogenními mikroorganismy o živiny, adhesivní receptory epitheálních buněk hostitelského organismu, popř. produkuje antibakteriální látky

5 Orgány a tkáně imunitního systému primární lymfatické orgány kostní dřeň, thymus, Fabriciova burza (ptáci) anatomické celky ve kterých dochází ke vzniku, diferenciaci a zrání buněk imunitního systému sekundární lymfatické orgány a tkáně slezina, lymfatické uzliny, tonzily a Peyerovy pláty (střevní sliznice), rozptýlená slizniční tkáň MALT (mucous associated lymphoid tissue), lokalisovaná v dýchacích cestách a gastrointestinálním traktu zajišťují organisovaný kontakt imunitních buněk přímo s antigenem, nebo s buňkami specialisovanými na presentaci antigenu APC (antigen presenting cells) vytvářejí prostředí pro aktivaci, diferenciaci a vznik efektorových imunitních buněk

6 Diferenciace leukocytů z kmenové buňky kmenová buňka myeloidní progenitor lymfoidní progenitor megakaryocyt erythroblast trombocyty erythrocyt NK T pre-t B pre-b NK buňka dendritická buňka monocyt neutrofil eosinofil basofil mastocyt T Tc (CD8 + ) T Th (CD4 + ) B B1 B B2 zralé efektorové buňky B makrofág plazmocyt

7 Molekuly imunitního systému receptor B lymfocytů BCR (B cell receptor) receptor T lymfocytů TCR (T cell receptor) protilátky MHC glykoproteiny I. a II. třídy (major histocompatibility complex) u lidí označované jako HLA glykoproteiny (human leukocyte antigen) Fc receptory adhesivní molekuly cytokiny receptory komplementu "nespecifické" receptory transportní a jiné povrchové molekuly

8 Adhesivní molekuly Adhesiny jsou molekuly umožňující buněčný kontakt a cílenou migraci imunitních buněk v organismu. Většina adhesivních molekul po vazbě se svým partnerem (ligandem) zprostředkovává přenos buněčného signálu. membránové a rozpustné adhesiny konstituční a podmíněná exprese adhesinů na povrchu buňky různé konformační stavy pro aktivované a neaktivované buňky různé druhy adhesinů ovlivňují cílovou migraci leukocytů a jejich činnost v místě zánětu

9 Skupiny adhesivních molekul selektiny strukturně příbuzné, na vápníku závislé adhesivní molekuly s lektinovou doménou, na kterou se navazují sacharidové struktury jiných buněk. Zahajují proces adhese leukocytů na endothelu muciny jsou silně glykosilované proteiny ligandy selektinů adhesiny imunoglobulinové skupiny CAM (cell adhesion molecule) v extracelulární části obsahují jednu nebo více imunoglobulinových domén - umožňují prostup leukocytů cévní stěnou do postižené tkáně (ICAM-1, VCAM-1) BCR, TCR, MHC gp I, MHC gp II integriny - velká skupina adhesivních molekul. Jejich molekulu tvoří dvě nekovalentně vázané transmembránové podjednotky α a β. Podjednotka β může být vázána s různými podjednotkami α a proto jsou různé strukturní skupiny integrinů členěny podle β-podjednotky (itegriny β1, β2, β3 a β7). Fc receptory - interagují s Fc částí molekuly imunoglobulinů, jednotlivé typy receptorů jsou specifické k různým isotypům Ig

10 Skupiny adhesivních molekul NH 2 mucinová doména O-vázaný oligosacharid globulární domény N-vázaný oligosacharid COOH MadCAM-1 CD34 CD43

11 Skupiny adhesivních molekul selektiny strukturně příbuzné, na vápníku závislé adhesivní molekuly s lektinovou doménou, na kterou se navazují sacharidové struktury jiných buněk. Zahajují proces adhese leukocytů na endothelu muciny jsou silně glykosilované proteiny ligandy selektinů adhesiny imunoglobulinové skupiny CAM (cell adhesion molecule) v extracelulární části obsahují jednu nebo více imunoglobulinových domén - umožňují prostup leukocytů cévní stěnou do postižené tkáně (ICAM-1, VCAM-1) BCR, TCR, MHC gp I, MHC gp II integriny - velká skupina adhesivních molekul. Jejich molekulu tvoří dvě nekovalentně vázané transmembránové podjednotky α a β. Podjednotka β může být vázána s různými podjednotkami α a proto jsou různé strukturní skupiny integrinů členěny podle β-podjednotky (itegriny β1, β2, β3 a β7). Fc receptory - interagují s Fc částí molekuly imunoglobulinů, jednotlivé typy receptorů jsou specifické k různým isotypům Ig

12 Skupiny adhesivních molekul - integriny integrin synonyma exprese ligandy skupina β1 (VLA; CD49/CD29) α1β1 VLA-1, CD49a/C29 akt. T, monocyty kolagen, laminin α2β1 VLA-2, CD49b/C29 B, monocyty, trombocyty kolagen, laminin α3β1 VLA-3, CD49c/C29 B fibrinogen, laminin α4β1 VLA-4, CD49d/C29 leukocyty fibronektin, VCAM-1 α5β1 VLA-5, CD49e/C29 paměťové T, monocyty fibronektin skupina β2 (leukocytární integriny; CD11/CD18) α1β2 LFA-1 leukocyty ICAM-1, -2, -3 αmβ2 CR3; CD11b/CD18 myeloidní buňky, NK ICAM-1, -2, -3, ic3b, LPS, β-glukany, CD23 αxβ2 CR4; CD11c/CD18 myeloidní a dendritické buňky ICAM-1, fibrinogen skupina β3 (CD61) αiiβ3 CD41/CD61 trombocyty fibrinogen, fibronektin, trombospondin αvβ3 CD51/CD61 endotelie, trombocyty, fibroplasty skupina β7 vitronektin, fibronektin, fibrinogen, trombospondin α4β7 LPAM-1 subpopulace T VCAM-1, MadCAM-1 αeβ7 HML-1 intestinální a epiteliaální T E-cadherin ICAM intracelular addhesive molecule; VCAM vascular cell adhesion molecule; MadCAM mucosal adherence cell adhesion molecule

13 Skupiny adhesivních molekul Fc receptory interagují s Fc částí molekuly imunoglobulinů, jednotlivé typy receptorů jsou specifické k různým isotypům Ig Fc γ RI vysokoafinitní receptor pro IgG Fc γ RIIA receptor se střední afinitou pro IgG Fc γ RIII receptor s nízkou afinitou pro IgG Fc α R receptor pro IgA Fc α/μ R receptor pro IgA a IgM jsou exprimovány myelodními buňkami a uplatňují se při opsonisaci a fagocytose Fc γ RIIB (CD32B) negativní regulační receptor B lymfocytů

14 Skupiny adhesivních molekul Fc receptory Fc receptor synonyma mol. hmotnost (kda) exprese ligandy funkce FcγRI CD64 72 myeloidní buňky IgG3, IgG1 endocytosa imunokomplexů FcγRIIA CD32A 40 myeloidní buňky, trombocyty, DC IgG1, IgG3 fagocytosa, endocytosa FcγRIIB CD32B 40 lymfocyty (B) IgG1, IgG3 negativní regulace FcγRIIIA CD16A myeloidní buňky, NK IgG1, IgG3 endocytosa, fagocytosa FcγRIIIB CD16B neutrofily IgG1, IgG3 fagocytosa FcεRI (α), 32 (β), 9 (γ-dimer) mastocyty, bazofily, monocyty FcεRIIA CD23A 43 akt. B IgE, CD21 regulace FcεRIIB CD23B 43 různé buňky IgE, CD21? IgE aktivace mastocytů, (degranulace) FcαR CD89 60 myeloidní buňky IgA fagocytosa Fcα/nR 70 B, makrofágy IgA, IgM endocytosa, fagocytosa poly-igr 82 epiteliální buňky IgA, IgM transport Ig FcRn epiteliální buňky IgG transport IgG

15 Skupiny adhesivních molekul Fc receptory Fc ε RII (CD23) receptor pro IgE (C-lektin) stimulace receptoru molekulami IgE inhibuje synthesu těchto protilátek rozpustná forma receptoru aktivuje B lymfocyty a učinkuje jako adhesivní molekula Fc ε RI vysokoafinitní receptor pro IgE exprimován mastocyty a basofily stimulace receptoru vede ke zvýšené presentaci antigenu, sekreci metabolitů kyseliny arachidonové, lysozomálních enzymů a prozánětlivých cytokinů

16 Skupiny adhesivních molekul komplementové receptory interagují s fragmenty proteinů komplementové kaskády zprostředkovávají proces fagocytosy opsonisovaných částic a imunokoplexů (CR3, CR4) podílejí se na ochraně vlastních buněk před lytickým působením komplementu (CR1) podílejí se na regulaci imunitní odpovědi (CR2) interagují s chemotaktickými fragmenty komplementu (CR3a, CR5a)

17 Charakteristické povrchové molekuly - markery buněčný typ lymfocyty T lymfocyty Th lymfocyty Th1 lymfocyty Th2 lymfocyty Tc lymfocyty B lymfocyty NK buňky neutrofily basofily, mastocyty monocyty plazmatické buňky trombocyty dendritické buňky aktivované lymfocyty charakteristické povrchové molekuly CD53, CD45, LFA-1, CD43 TCR, CD2, CD3, CD5, CD6, CD7, CD27, CD28, CD96 CD4 CD26, CD212, CD223, CD183, CD195 CD30, CD62L, CCR3, CCR4 CD8 BCR, CD19, CD20, CD22, CD37, CD39 CD16B, CD56, KIR, CD94/NKG2, CD2,CD57, CD11b CD15, CD87 Fc ε RI CD14, CD33, Fc γ RI, CD87, FcαRI CD138 CD41, CD42, CD61 CD83, CD86, CD205, CD206, CD207, CD208, CD209 CD25 (IL-2Rα), CD69, CD71, CD150

18 Typy membránových proteinů NH 2 COOH NH 2 CO NH kotva GPI NH 2 COOH NH 2 NH 2 COOH COOH I II III IV

19 CD názvosloví proteinů CD z angl. cluster of differentiation; většina molekul je definována na základě skupin protilátek arabská číslice představuje pořadové číslo proteinu (cca 250 proteinových molekul) skupinově příbuzné molekuly jsou odlišeny písmenem za číslicí v CD názvu (selektiny CD62P, CD62L, CD62E) CD názvy nemají žádný vztah ke struktuře, nebo biologickým funkcím proteinu receptory B lymfocytů (BCR), T lymfocytů (TCR) a proteiny hlavního histokompatibilního komplexu (MHC) záměrně CD názvy nemají alternativní názvy proteinů vystihují strukturu, nebo biologickou funkci molekuly: PECAM-1 (CD31) platelet endothelial cell adhesion molecule adhesivní molekula destiček a endotelií DAF (CD55) decay accelerating factor komplementová regulační molekula Fc γ RI (CD64) vysokoafinitní Fc receptor pro IgG

20 Cytokiny Cytokiny jsou faktory, které regulují aktivitu různých typů buněk a tedy i buněk imunitního systému. Na cílové buňky působí prostřednictví specifických receptorů již v pikomolárním množství. Často působí v kaskádě. Cytokinový signál vede v cílové buňce ke změně genové exprese. Obecné vlastnosti cytokinů: cytokiny jsou pleiotropní mají řadu různých aktivit a působí na několik různých druhů buněk cytokiny jsou redundantní více druhů cytokinů vykazuje stejnou aktivitu mohou se ve svých funkcích nahrazovat

21 Mechanismy působení cytokinů receptor signál autokrinní parakrinní endokrinní céva, krevní oběh

22 Historické rozdělení cytokinů interleukiny: IL1 IL35, heterogenní skupina molekul molekulová hmotnost kda regulují vývoj, diferenciaci a aktivaci lymfocytů vykazují řadů účinků na různé typy buněk a tkání interferony: složky přirozených (neadaptivních) antivirových obranných mechanismů INF-α, INF-β inhibují replikaci virové nukleové kyseliny v napadané buňce INF-γ aktivuje makrofágy a mastocyty, stimuluje expresi molekul MHC, induktor zánětu

23 Biologické účinky interleukinu-1 prozánětlivé účinky aktivace fibroplastů produkce kolagenu produkce hlenu produkce proteinů akutní fáze vliv na imunitní buňky růst a diferenciace lymfocytů indukce protinádorové imunity indukce protiinfekční imunity indukce tvorby hemopoetických cytokinů aktivace NK-buněk interleukin-1 vliv na oběhový systém aktivace endotelu exprese adhesinů vasodilatace, hypotense, šok akumulace neutrofilů zvýšení srdeční činnosti hyperkalcemie pokles koncentrace iontů Zn a Fe vliv na neuroendokrinní systém anorexie horečka ospalost

24 Historické rozdělení cytokinů interleukiny: IL1 IL35, heterogenní skupina molekul molekulová hmotnost kda regulují vývoj, diferenciaci a aktivaci lymfocytů vykazují řadů účinků na různé typy buněk a tkání interferony: složky přirozených (neadaptivních) antivirových obranných mechanismů INF-α, INF-β inhibují replikaci virové nukleové kyseliny v napadané buňce INF-γ aktivuje makrofágy a mastocyty, stimuluje expresi molekul MHC, induktor zánětu

25 Historické rozdělení cytokinů hemopoetické diferenciační faktory CSF (z angl. colony stimulating factors - faktory stimulující kolonie): G-CSF stimulují diferenciaci granulocytů M-CSF stimulují diferenciaci monocytů GM-CSF stimulují diferenciaci obou typů buněk transformační růstové faktory TGF (z angl. transforming growth factor): TGF-α stimuluje zánět, mitosu a hojení ran TGF-β inhibuje mitosu, má protizánětlivé účinky, indukuje tvorbu IgA a uplatňuje se při regeneraci tkání TGF-α a TGF-β jsou strukturně odlišné molekuly

26 Historické rozdělení cytokinů faktory nekrotisující nádory TNF (z angl. tumor necrosis factor): diferenciační faktory a stimulátory cytotoxicity TNF-α membránový protein, induktor lokálního zánětu, aktivuje endotel, spolu s Fas indukuje apoptosu; je produkován monocyty/makrofágy, NK buňkami a mastocyty TNF-β (lymfotoxin α, LT-α) sekretovaný protein, aktivace lymfocytů a cytolysy lymfotoxin-β - aktivace lymfocytů a cytolysy chemokiny: proteiny o molekulové hmotnosti 7 8 kda % homologie v primární struktuře atrahují leukocyty do místa zánětu jsou buněčně specifické určují skladbu leukocytárních infiltrátů v místě zánětu interleukin IL-8 hlavní chemotaktická látka pro neutrofily MIP-1α a MIP-1β (z angl. macrophage inflamatory protein) - chemotaktické faktory pro monocyty, granulocyty a T lymfocyty MCP-1 (z angl. membrane cofactor protein) a RANTES (z angl. regulated on activation, normal T-cell expressed and secreted) - chemotaktické faktory pro monocyty a eosinofily

27 Funkční rozdělení chemokinů cytokiny podporující zánětlivou reakci TNF-α, IL-1α, IL-1β, MIF, IL-18, IL-22 a další cytokiny potlačující zánětlivou reakci TNF-β, IL-4, IL-6, IL-10 a další cytokiny s vlastnostmi růstových faktorů hemopoetických buněk M-CSF, GM-CSF, IL-2 až IL-7, IL-9 a další cytokiny účastnící se humorální (protilátkové) imunity TGF-β, IL-4, IL-5, IL-10 a další cytokiny účastnící se buněčně zprostředkované imunity TNF, LT-β, GM-CSF, IL-1, IL-2, IL-12, IL-15 a další cytokiny s antivirovým účinkem interferony INF-α, INF-β, INF-γ, interleukiny IL-28, IL-29

28 Receptory cytokinů α IL-2 γ c β IL-4 α γ c α IL-3 β c Jak1 Jak3 Jak1 Jak3 Jak1

29 Klonální systém aktivace T a B lymfocytů B antigen + 2.signál zralé efektorové buňky B B M B B antigen + 2.signál zralé efektorové buňky kmenová buňka diferenciace genová rekombinace B M B B paměťové buňky B naivní lymfocyty

30 Fagocytosa druh buněk poměrné zastoupení doba života % v krvi (hodiny) v tkáních (dny) neutrofily eaosinofily basofily <2 - monocyty/makrofágy neutrofil eosinofil monocyt

31 Fagocytosa - extravazace L-selektin integrin mucin ICAM receptory chemokinů

32 Chemotaktické signály neutrofilů infikovaný epitel poškozený epitel IL-8 PAF C3a a C5a složky komplementu neutrofil leukotrien B 4 makrofág

33 Fagocytosa receptory rozpoznávající pathogen PRR (z angl. pathogen recognition receptor) povrchové struktury sdílené různými mikroorganismy PAMP (z angl. pathogen associated molecular pattern) evolučně velmi staré a konservované nepostradatelné pro mikroorganismy endotoxiny (lipopolysacharidy), peptidoglykan, glukany a manany (kvasinky, plísně), fosfolipidy (apoptické savčí buňky) jsou rozpoznávány humorálními nespecifickými obrannými mechanismy (komplement, proteiny akutní fáze) manosový receptor (polysacharidy obsahující manosu) galaktosový receptor (galaktosylové zbytky na povrchu senescentních erytrocytů) CD14 (lipopolysacharidy)

34 Fagocytosa Toll-like receptory (TLR) lipopolysacharidy lipopolyproteiny glykolipidy lipoteichoová kyselina virová RNA a DNA poriny lokalisace: buněčný povrch a intracelulární membrány (TLR3, TLR7, TLR8, TLR9) aktivace TLR spouští expresi prozánětlivých cytokinů (IL-1, IL-6, TNF, IL-8) a adhesivních molekul na povrchu APC scavengerové (uklízecí) receptory polyanionické sloučeniny kyselina teichoová, fosfolipidy (apoptické buňky)

35 Fagocytosa Fc receptory částice opsonisované protilátkami komplementové receptory částice opsonisované složkami komplementu opsoniny protilátky C3b, ic3b, C3dc lektin vázající manosu (manosa a N-acetylglukosamin bakterií, hub a prvoků) zahajuje lektinovou cestu aktivace komplementu idukuje vazbu C3b a váže se na receptory C1q

36 Fagocytosa opsoniny fibronektin plamatický protein (koagulace krve a hojené poškozené tkáně) vazebná místa pro fibrin, kolagen a C1q fagocytosa bez účasti Fc a komplementových receptorů C-reaktivní protein pentraxin každá z pěti podjednotek váže dva ionty Ca 2+ fosfocholin bakteriálních polysacharidů přetrvává u chronických zánětů sérový amyloid P lektin akutní fáze Opsonisace usnadňuje rozpoznání cizorodé částice a její fagocytosu

37 Fagocytosa pohlcovaná částice fagocytovaná částice pohlcovaná částice fagocytovaná částice

38 Fagocytosa mikrobicidní buněčné mechanismy složky granul: defenziny serinové proteasy (katepsin B, D a G) lysozym kyselé hydrolasy laktoferin mechanismy respiračního vzplanutí: reaktivní kyslíkové intermediáty ROI singletový kyslík peroxid vodíku + Cl - HOCl hydroxylový radikál

39 Fagocytosa mikrobicidní buněčné mechanismy reaktivní dusíkaté intermediáty RNI oxid dusnatý (NO synthasa) účinek volných radikálů: nenasycené mastné kyseliny (ztráta dvojných vazeb, tvorba peroxidů a aldehydů změna propustnosti membrán) proteiny (agregace a fragmentace molekul, změna enzymové nebo biologické aktivity) DNA (poškození basí, mutace, inhibice proteosythesy)

40 Dendritické buňky nejúčinější buňky specialisované na presentaci antigenu spojovací článek mezi přirozenou a antigenně specifickou částí imunitního systému nezralé (myeloidní) DC: výskyt: kůže sliznice dýchacího zažívacího traktu (odběr potravních a vdechnutých antigenů), v malém množství ve všech orgánech a tkáních v nepřítomnosti infekce pohlcují odumřelé buňky zdravých tkání a molekuly rozpuštěné v mezibuněčné tekutině autoantigeny presentují T lymfocytům utlumení T lymfocytů, nebo transformace do regulačních T lymfocytů zachování tolerance vůči vlastním tkáním kontakt s exoantigenem nebo nekrotickými buňkami aktivace a maturace DC ztráta schopnosti fagocytosy

41 Dendritické buňky zralé DC: účinné APC, zvýšená exprese MHC glykoproteinů, adhesivních molekul a cytokinů pro stimulaci naivních T lymfocytů (IL-1, IL-6, TNF, IL-12) stav zralosti během 48 h (ireversibilní proces) doba života 2 3 dny plazmacytoidní DC: receptory TLR-7 a TLR-9 (stimulovány virovou RNA a DNA) IL-3R hlavní identifikační znak pdc produkce: INF-α (aktivace NK-buněk) biologická funkce: stimulace T lymfocytů

42 Basofily a mastocyty bazofily a mastocyty (žírné buňky) jsou dvě odlišné buněčné populace vyvíjejí se ze stejného prekursoru v kostní dřeni mají podobnou enzymovou výbavu granulocyty neschopné fagocytosy

43 Mastocyty dva typy buněk pojivové a slizniční výskyt: střevní sliznice ( v 1 mm 2 ) kůže ( v 1 mm 2 ) plíce ( v 1 mm 2 ) receptory a povrchové molekuly: Fc ε RI vysokoafinitní receptor pro IgE receptory pro IgG komplementový receptor C5aR adhesivní molekuly (β1, β7 integriny, L-selektin)

44 Degranulace mastocytů a basofilů po agregaci IgE-receptorů Hořejší V., Bartůňková J. (2009): Základy imunologie, 4. vydání, Triton Praha, 46. granule opouštějící buňku

45 Mastocyty produkce: leukotrien C 4 a D 4, prostaglandin D 2, TNF (aktivace fagocytů, produkce adhezivních molekul na endotelu), TGF-β (hojení poškozené tkáně), IL-5 (stimulace eosinofilů), MIP-1 (chemotaxe a aktivace monocytů, granulocytů a T lymfocytů), IL-6 (stimulace synthesy Ig v plasmocytech) rozvoj lokálního zánětu lysozomy hydrolytické enzymy, proteoglykany (heparin, chondroitinsulfát), biogenní aminy (histamin, serotonin) biologická funkce: ochrana organismu proti parasitům jedny z prvních buněk aktivovaných při zánětu regulace imunitní odpovědi "komunikace" mezi imunitním a nervovým systémem zabezpečují fysiologické funkce sliznic a pojivových tkání přecitlivělost časného typu (pylová zrna, roztoči)

46 Proteiny komplementové kaskády mol. hmotnost konc. v séru produkty štěpení mol. hmotnost konc. v séru kda μg ml -1 kda μg ml -1 proteiny klasické cesty aktivace komplementu proteiny alternativní cesty aktivace komplementu C1q properdin (P) C1r D 23,5 3 produkty štěpení C1s B Ba, Bb C C4a, C4b C C3a, C3b C C2a, C2b C C3a, C3b proteiny terminální fáze regulační proteiny C C5a,C5b inhibitor C C faktor I C faktor H C C

47 Komplement hlavní biologické funkce komplementu: opsonisace (C3b) chemotaxe a aktivace lymfocytů (C3a, C5a, Ba) poškození membrány, lysace cílové buňky (C5b C9) součást přirozených neadaptivních obranných mechanismů alternativní cesta aktivace komplementu součást antigenně specifických (humorálních, protilátkových) obranných mechanismů klasická cesta aktivace komplementu lektinová cesta aktivace komplementu

48 Alternativní cesta aktivace komplementu Hořejší V., Bartůňková J. (2009): Základy imunologie, 4. vydání, Triton Praha, 51-54

49 Klasická cesta aktivace komplementu Hořejší V., Bartůňková J. (2009): Základy imunologie, 4. vydání, Triton Praha, 51-54

50 Lytická fáze komplementové kaskády Hořejší V., Bartůňková J. (2009): Základy imunologie, 4. vydání, Triton Praha, 51-54

51 Komplement cílové buňky heterogenní lymfocyty jaderné buňky (cizorodé i vlastní, antigenně pozměněné, infikované viry) viry, bakterie, plísně rezistence cílových buněk proti destruktivnímu účinku komplementu lipopolysacharidy nebo peptidoglykan znemožňují adhezi přímo na lipidovou dvouvrstvu kapsule bohaté na sialovou kyselinu podporují vazbu faktoru H a štěpení C3b (inhibice vzniku C3-konvertasy)

52 Regulace komplementu klasická cesta aktivace komplementu C1 inhibitor inhibice štěpení C2 a C4 faktor I a protein vázající C4 štěpení C4b disociace C2a z komplexu C4bC2a DAF, receptor CR1 a MCP (povrch vlastních buněk) inhibice asociace C4b a C2a (DAF, CR1) disociace C2a z komplexu klasické C3 konvertasy (DAF, CR1) štěpení C4b faktorem I (CR1, MCP)

53 Regulace komplementu alternativní cesta aktivace komplementu DAF, MCP disociace alternativní C3-konvertasy faktor I (MCP, faktor H) štěpení C3b na inaktivní ic3b s následným štěpením na C3c a C3dg lytická fáze komplementové kaskády protektin znemožňuje vytvoření lytického kanálu

54 Receptory molekul komplementu receptor CR1 (CD35) výskyt: povrch B lymfocytů, neutrofilů, monocytů/makrofágů, erytrocytů, folikulárních dendritických buněk, glomerulárních epiteliálních buněk ligandy: C3b, ic3b a C4b biologická funkce: rozpoznávání opsonisovaných částic neutrofily, monocyty/makrofágy, aktivace procesu fagocytosy ochrana vlastních buněk před efektorovými účinky komplementové kaskády (štěpení C3b na ic3b s následným štěpením ic3b na C3c a C3dg) na povrchu erytrocytů a trombocytů slouží k záchytu imunokomplexů a jejich transportu k jaterním a slezinným makrofágům CR1 spolu s CR2 je receptorem aktivace B lymfocytů

55 Receptory molekul komplementu receptor CR2 (CD21) výskyt: povrch B lymfocytů, folikulárních dendritických buněk a některých epiteliálních buněk ligandy: ic3b, C3dg, Epstein-Barr virus, INF-α biologická funkce: aktivace B lymfocytů receptor CR3 (CD18/CD11b) výskyt: povrch buněk myeloidní linie ligandy: ic3b, sacharidové složky mikroorganismů (přímá vazba Saccharomyces cerevisiae) biologická funkce: zprostředkovává fagocytosu částic opsonisovaných ic3b, jako adhesivní molekula zprostředkovává prostup leukocytů cévní stěnou

56 Receptory molekul komplementu receptor CR4 (CD18/CD11c) leukocytární integrin výskyt: povrch myeloidních, lymfoidních buněk, tkáňové makrofágy ligandy: ic3b (za přítomnosti Ca 2+ ) receptory C3aR a C5aR výskyt: monocyty/makrofágy, granulocyty, mastocyty ligandy: C3a, C5a biologická funkce: chemotaktické receptory, indukují degranulaci mastocytů

57 Biologická funkce komplementu lyse cizorodých buněk, bakterií a virů zvýšení propustnosti kapilárních cév degranulace mastocytů komplement opsonisace a fagocytosa odstraňování imunitních komplexů aktivace B lymfocytů produkce protilátek B chemotaxe fagocytů aktivace neutrofilů