ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA IMUNITNÍHO SYSTÉMU

Transkript

1 ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA IMUNITNÍHO SYSTÉMU CO TO JE IMUNOLOGIE? Počátky imunologie jsou spojeny s prvními pokusy o profylaxi infekčních chorob

2 HIV infekce je stále jednou z nejnebezpečnějších chorob s nevyřešeným způsobem imunoprofylaxe Choroby imunitního systému jsou i u zvířat IMUNOLOGIE přináší stále nové poznatky základního biologického významu (viz řada nositelů Nobelových cen), s praktického hlediska je významným nástrojem diagnostiky, prevence a profylaxe konkrétních onemocnění

3 Bruce A. Beutler Jules Bruce A. Hoffmann Beutler Ralph M. Steinman NOBEL PRIZE WINNERS 2011 Bruce A. Jules A. Ralph M. Beutler Hoffmann Steinman "discoveries concerning the activation of innate immunity discovery of the dendritic cell and its role in adaptive immunity". VÝZNAM IMUNOLOGIE VE VETERINÁRNÍ MEDICÍNĚ Druhové a věkové odlišnosti, imunokompetence mláďat (kolostrální, laktogenní imunita) Imunologická výbava jednotlivých orgánů Průkaz infekčních agens pomocí sérologických a dalších imunologických metod Znalost účasti imunitního systému v patogenezi infekčních chorob Imunoprofylaxe infekčních chorob vakcinace Znalost imunopatogeneze nádorových onemocnění Znalost alergických a autoimunitních chorob Cílená (terapeutická) imunosuprese Průkaz imunodeficiencí a nespecifická imunostimulace PŘEDMĚT IMUNOLOGIE

4 PROČ STUDOVAT IMUNOLOGII Abych měl zkoušku a prošel do dalšího ročníku Abych měl znalosti, které uplatním v jiných předmětech patologická fyziologie (imunitní mechanismy) mikrobiologie, infekční choroby (antiinfekční imunita) interní obory (choroby imunitního systému) Abych měl znalosti, které budu potřebovat v praxi odolnost zvířat, druhová specifika, specifika věku imunologický význam kolostra, mléka, pasivní profylaxe zásady imunizace zvířat diagnostika a léčba alergií, autoimunitních chorob a.j. Protože mě imunologie zajímá a budu se jí (možná) věnovat hlouběji NÁPLŇ PŘEDMĚTU IMUNOLOGIE Dvousemestrový předmět Přednášky (13) vysvětlení nejdůležitějších pasáží, doplnění informací, které nejsou v knize, nebo jsou jinak uspořádané základní komponenty, principy a mechanismy (LS) nespecifické obranné mechanismy (LS) specifická imunita a regulace imunitního systému (LS) antiinfekční imunita, klinická imunologie, protinádorová imunita (ZS) Praktická cvičení (13) princip, diagnostický význam a interpretace testů sérologie přehled a diagnostický význam testů (LS) klinická imunologie demonstrace postupů a interpretace výsledků (ZS) Vyučující NÁPLŇ PŘEDMĚTU IMUNOLOGIE Prof. MVDr. Miroslav Toman, CSc. (toman@vri.cz) MVDr. Martin Faldyna, Ph.D.. (faldyna@vri.cz) MVDr. Petra Ondráčková, Ph.D.. (PetraOndrackova RNDr. Jiří Salát, Ph.D.. (salat salat@vri.cz) Mgr. Hana Štěpánová, Ph.D. (stepanova@vri.cz) Mgr. Karolína Hlavová (hlavova@vri.cz) Požadavky k absolvování předmětu rozsah vybraných kapitol knihy + přednášek! + celý obsah skript do praktických cvičení Požadavky k absolvování zkoušky testy (zápočtový a zkouškový) praktická část zkoušky ústní zkouška

5 E E E STUDIJNÍ PRAMENY Toman, M. a kol.: Veterinární imunologie, (2009, Grada - Avicenum), Hořejší, V., Bartůňková, J.: Základy imunologie, 2001, Triton, 260 s. další... Toman, M. a kol.: Praktická cvičení z imunologie, 2004, VUVeL, 65 s. 140 Kč Přednášky! Ústav mikrobiologie a imunologie FVL VFU Brno PRAKTICKÁ CVIČENÍ Z IMUNOLOGIE Doc. MVDr. Miroslav Toman, CSc. a kol. anti A+B A+B A ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA IMUNITNÍHO SYSTÉMU Imunitní systém je adaptační a regulační soustava, která se podílí na zajištění integrity a identity organismu a dynamické stabilitě - homeostáze. FUNKCE IMUNITNÍHO SYSTÉMU Imunologický dohled (surveillance) neodpovídavost (tolerance) na vlastní buňky a tkáně vyhledávání a odstraňování starých, opotřebovaných nebo odcizených buněk a struktur Obrana před vnějšími škodlivinami vyhledávání a odstraňování cizích buněk a makromolekul obrana před parazitujícími (patogenními) organismy viry bakterie houby (plísně) prvoci vícebuněční parazité

6 PRINCIPY AKTIVACE IMUNITNÍHO SYSTÉMU ODLIŠENÍ VLASTNÍHO A CIZÍHO schopnost odlišit molekuly (antigeny) vlastního těla a cizí ROZEZNÁNÍ NEBEZPEČÍ schopnost rozeznat, které molekuly (antigeny, mikroorganismy) jsou pro organismus škodlivé STRANGER AND DANGER PŘIROZENÁ A SPECIFICKÁ IMUNITA Imunita má svoji složkou nespecifickou a specifickou odlišení je v míře specifičnosti reakce s cizorodou nebo nežádoucí strukturou Nespecifická (přirozená) imunita je fylogeneticky starší Nespecifická imunita nastupuje dříve V organismu jsou obě složky vzájemně propojeny a nelze je od sebe oddělit! Pro plnou obranyschopnost (odolnost, imunitu) jsou obě nepostradatelné! PŘÍKLADY IMUNITNÍCH MECHANISMŮ NESPECIFICKÉ mechanické a fyziologické bariéry aktivace komplementu aktivita interferonů fagocytóza přirozená cytotoxicita zánět SPECIFICKÉ protilátky (např. neutralizace antigenu) specifická buněčná cytotoxicita

7 POROVNÁNÍ SPECIFICKÉ A NESPECIFICKÉ IMUNITY NESPECIFICKÁ (přirozená) vrozená schopnost nezávislá na antigenu reakce proti struktuře společné více mikrobům aj. rychlý nástup není imunologická paměť SPECIFICKÁ (získaná, adaptivní) získaná schopnost závislá na antigenu reakce proti konkrétnímu antigenu nástup po určité době (dny) je imunologická paměť HLAVNÍ RYSY SPECIFICKÉ IMUNITY OBRATLOVCŮ ODLIŠENÍ VLASTNÍHO A CIZÍHO schopnost odlišit molekuly (antigeny) vlastního těla a cizí SPECIFITA A DIVERZITA ROZPOZNÁNÍ schopnost specificky rozeznat sekvenci několika aminokyselin (antigenní determinanta) existence tolika klonů lymfocytů (a protilátkových molekul) kolik je (teoreticky) variant antigenní determinanty IMUNOLOGICKÁ PAMĚŤ první setkání s konkrétním antigenem vede k pomnožení a přetrvávání klonu lymfocytů s danou specifitou KOMPONENTY SPECIFICKÉHO ROZPOZNÁVÁNÍ ANTIGEN makromolekula schopná navodit specifickou imunitní reakci ANTIGENNÍ DETERMINANTA - EPITOP část antigenu reagující s vazebným místem lymfocytu nebo protilátky VAZEBNÉ MÍSTO ANTIGENU specifický receptor lymfocytů pro antigen (TCR, BCR) hypervariabilní oblasti protilátkové molekuly - complementarity determining regions (CDR) PRINCIP VAZBY ANTIGEN - PROTILÁTKA: stereometrická komplementarita epitopu a vazebného místa uplatnění nekovalentních vazeb krátkého dosahu

8 SCHÉMA SPECIFICKÉHO ROZPOZNÁVÁNÍ SCHÉMA SPECIFICKÉHO ROZPOZNÁVÁNÍ KLONÁLNĚ SELEKČNÍ TEORIE paměťová buňka protilátka 2 antigen 2 plazmatická buňka kmenová buňka přeskupování genů zralé B lymfocyty

9 STAVBA IMUNITNÍHO SYSTÉMU MOLEKULY: ORGANIZACE IMUNITNÍHO SYSTÉMU nespecifické imunity mikrobicidní látky, komplement, mediátory zánětu aj. molekuly signalizace cytokiny a receptory na buňkách specifické imunity protilátky a specifické receptory lymfocytů BUŇKY: nespecifické imunity granulocyty, makrofágy, dendritické buňky specifické imunity lymfocyty podpůrné buňky a buňky mimo imunitní systém ORGÁNY: PRIMÁRNÍ kostní dřeň, thymus. bursa fabricii, a ekvivalenty u savců SEKUNDÁRNÍ centrální slezina, mízní uzliny, tonzily SEKUNDÁRNÍ periferní imunitní systém sliznic a kůže mimo orgány je řada buněk imunitního systému difúzně ve tkáních BUŇKY A MOLEKULY IMUNITNÍHO SYSTÉMU BUŇKY neutrofilní, eozinofilní, bazofilní granulocyty, žírné buňky makrofágy, dendritické buňky lymfocyty buňky specifické imunity další POVRCHOVÉ MOLEKULY BUNĚK receptory, adheziny aj. CYTOKINY interleukiny, interferony, skupina TNF, chemokiny, diferenciační f. MOLEKULY PŘIROZENÉ IMUNITY HUMORÁLNÍ FAKTORY reaktivní molekuly fagocytárních buněk a mikrobicidní látky v sekretech časné mediátory zánětu (histamin, serotonin) proteiny akutní fáze zánětu metabolity kyseliny arachidonové (prostaglandiny, leukotrieny aj.) komplementový systém MOLEKULY SPECIFICKÉ IMUNITY - PROTILÁTKY imunoglobulinové molekuly IgM, IgG, IgA, IgE

10 BARIÉRY MECHANICKÉ A FYZIOLOGICKÉ BARIÉRY mechanická bariéra kůže a slizničních epitelů hlenová vrstva, deskvamace epitelu baktericidní látky a ph tekutin anaerobní prostředí v lumen střeva peristaltika střev, pohyb cílií obranné reflexy kašel, zvracení přirozená mikroflóra hlen turbulence adheze slzy lysozym deskvamace mastné kyseliny normální mikroflóra ph sliny lysozym zvracení hlen cilia kašel ph žaludeční šťávy hlen peristaltika průjem anaerobní prostředí normální mikroflóra enzymatické štěpení

11 ORGÁNY IMUNITNÍHO SYSTÉMU ORGÁNY IMUNITNÍHO SYSTÉMU PRIMÁRNÍ brzlík - thymus - kostní dřeň, u ptáků Bursa fabricii,, lymf. tkáň střeva SEKUNDÁRNÍ - CENTRÁLNÍ slezina mízní uzliny mandle SEKUNDÁRNÍ - IMUNITNÍ SYSTÉM SLIZNIC A KŮŽE střevní, respirační, reprodukční systém, mléčná žláza kůže primární a sekundární lymfatické orgány brzlík kostní dřeň slezina mízní uzliny slinné žlázy respirační trakt mléčná žláza střevo urogenitální systém slizniční imunitní systém (MALT)

12 STRUKTURA BRZLÍKU dělící se thymocyty apoptotická buňka thymocyty pečovatelská buňka interdigitální dendritická buňka korová epiteliální buňka Hassallovo tělísko makrofág krevní céva dřeňová epiteliální buňka STAVBA SEKUNDÁRNÍ LYMFATICKÉ TKÁNĚ Lymfatický folikul - oblast B lymfocytů primární - naivní B lymfocyty, folikulární dendritické buňky sekundární - s germinálním centrem - antigenně stimulované B lymfocyty, plazmatické buňky Periateriolární nebo parakortikální oblast - T lymfocyty oblast antigenní prezentace T lymfocytům - dendritické buňky, Th lymfocyty SLEZINA červená pulpa - erytroidní část bílá pulpa - vlastní lymfatická tkáň - folikuly, periarteriolární lymfatická pochva (PALS), marginální zóna MÍZNÍ UZLINA kortex - oblast folikulů parakortex - oblast T lymfocytů, venuly s vysokým endotelem (HEV) medula, dřeň - oblast krevních sinů, a eferentní lymfatické cévy STRUKTURA MÍZNÍ UZLINY

13 CHARAKTERISTIKA IMUNITNÍHO SYSTÉMU SLIZNIC Tvoří podstatnou část imunitního systému denní produkce IgA je 3-6 g (ve střevě 2-5 g) denní produkce IgG je 2-3 g Každý orgánový systém má vlastní organizaci lymfatické tkáně GALT, BALT, u některých orgánů pouze difúzní lymfatická tkáň Imunitní systém sliznic má společné rysy, ale není totožný Indukční místa imunitní odpovědi tenké střevo, kolon, rektum nosní dutina, horní cesty dýchací Jednotlivé systémy jsou vzájemně propojeny: homing systém nevýraznější odpověď je v místě antigenní stimulace, ale přenos i na ostatní slizniční systémy a na systémovou odpověď IMUNITNÍ SYSTÉM STŘEVA