CO TO JE IMUNOLOGIE? 1776 1883 1885 1900 1901 1908 1953 1965 1974 1975 1978 1986 1994 2015 Počátky imunologie jsou spojeny s prvními pokusy o profylaxi infekčních chorob IMUNOLOGIE JE SOUBOR SLOŽITÝCH REAKCÍ BUNĚK A MOLEKUL IMUNITNÍ SYSTÉM SE VYVÍJÍ A JE OHROŽOVÁN PATOGENY DC IL1 TC TC významná je kolostrální imunita Mφ Th0 Th IFNγ Mφ B PC polyetiologické syndromy u selat kocour s FIV Ne Ne
I ZVÍŘATA TRPÍ IMUNITNÍMI CHOROBAMI letní vyrážka koní K VYŠETŘENÍ POUŽÍVÁME JEDNODUCHÉ I SOFISTIKOVANÉ IMUNOLOGICKÉ METODY A TESTY IN VIVO alergický kožní test stanovení imunoglobulinů průtoková cytometrie revmatoidní artritida autoimunitní hypothyreóza JSME SCHOPNI IMUNITNÍ SYSTÉM POSILOVAT I LÉČIT vakcíny, imunostimulační preparáty, imunosupresiva PŘESTO ZBÝVÁ JEŠTĚ MNOHÉ VYBOJOVAT... HIV desenzibilizace ozdravovací programy A BOJ S INKECÍ A IMUNITNÍMI CHOROBAMI JE BEZ KONCE
PROČ STUDOVAT IMUNOLOGII PŘEDMĚT IMUNOLOGIE Dvousemestrový povinný předmět zakončený zkouškou 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 imunopatogeneze infekčních chorob, zásady imunizace zvířat patogeneze a diagnostika imunitních chorob Protože mě imunologie zajímá a budu se jí (možná) věnovat hlouběji NÁPLŇ PŘEDMĚTU IMUNOLOGIE Přednášky (13; 7 v LS, 6 v ZS) vysvětlení nejdůležitějších pasáží, doplnění informací, které nejsou v knize, nebo jsou jinak uspořádané základní komponenty, principy a mechanismy nespecifické obranné mechanismy specifická imunita a regulace imunitního systému antiinfekční imunita, základy vakcinologie, klinická imunologie, protinádorová imunita Praktická cvičení (13; 7 v LS, 6 v ZS) princip, diagnostický význam a interpretace testů sérologie přehled a diagnostický význam testů klinická imunologie demonstrace postupů a interpretace výsledků Vyučující NÁPLŇ PŘEDMĚTU IMUNOLOGIE Prof. MVDr. Miroslav Toman, CSc. (toman@vri.cz) MVDr. Martin Faldyna, Ph.D. (faldyna@vri.cz) Mgr. Karolína Hlavová, Ph.D (hlavova@vri.cz) RNDr. Jiří Salát, Ph.D. (salat@vri.cz) MVDr. Martina Masaříková (masarikovam@vfu.cz) MVDr. Dobromila Molinková, PhD. (molinkovam@vfu.cz) Požadavky k absolvování předmětu přednášky doporučené povinná docházka na cvičení + absolvování zápočtového testu Požadavky k absolvování zkoušky zkouškový test 2 otázky na ústní zkoušce
STUDIJNÍ PRAMENY STUDIJNÍ PRAMENY Toman, M. a kol.: Veterinární imunologie, (2009, Grada - Avicenum), Hořejší, V., Bartůňková, J.: Základy imunologie, 2001, 2005... Triton další... Přednášky! Toman, M. a kol.: Praktická cvičení z imunologie dostupná na webu VFU / VEFIS / skripta FVL ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA IMUNITNÍHO SYSTÉMU Imunitní systém je adaptační a regulační soustava, která se podílí na zajištění integrity a identity organismu a dynamické stabilitě - homeostáze. Svět fantasy svět imunologie
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 PRINCIPY AKTIVACE IMUNITNÍHO SYSTÉMU (nespecifické i specifické složky) 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 Bruce A. Beutler Jules Bruce A. Hoffmann Beutler Ralph M. Steinman NOBEL PRIZE WINNERS 2011 V organismu jsou obě složky vzájemně propojeny a nelze je od sebe oddělit! Pro plnou obranyschopnost (odolnost, imunitu) jsou obě nepostradatelné! 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".
PŘÍKLADY IMUNITNÍCH MECHANISMŮ NESPECIFICKÉ mechanické a fyziologické bariéry aktivace komplementu aktivita interferonů fagocytóza přirozená cytotoxicita zánět SPECIFICKÉ protilátky (např. neutralizace antigenu) specifická buněčná cytotoxicita 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
SCHÉMA SPECIFICKÉHO ROZPOZNÁVÁNÍ SCHÉMA SPECIFICKÉHO ROZPOZNÁVÁNÍ KLONÁLNĚ SELEKČNÍ TEORIE ZJEDNODUŠENÉ SCHÉMA IMUNITNÍ REAKCE paměťová buňka protilátka 2 DC TC TC antigen 2 plazmatická buňka IL1 kmenová buňka přeskupování genů Mφ Th0 Th IFNγ Mφ B PC zralé B lymfocyty Ne Ne
ORGANIZACE IMUNITNÍHO SYSTÉMU STAVBA IMUNITNÍHO SYSTÉMU MOLEKULY: 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 ORGÁNY IMUNITNÍHO SYSTÉMU
PRIMÁRNÍ ORGÁNY IMUNITNÍHO SYSTÉMU 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 kostní dřeň slezina mízní uzliny brzlík slinné žlázy střevo respirační trakt mléčná žláza urogenitální systém slizniční imunitní systém (MALT) STRUKTURA BRZLÍKU dělící se thymocyty apoptotická buňka thymocyty pečovatelská 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 interdigitální dendritická buňka Hassallovo tělísko makrofág krevní céva dřeňová epiteliální buňka korová epiteliální buňka 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 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