Imunitní systém Karel.Holada@LF1.cuni.cz
Klíčová slova Imunitní systém Antigen, epitop Nespecifická, vrozená Specifická, adaptivní Buněčná a humorální Primární a sekundární lymfatické orgány Myeloidní buňky Lymfoidní buňky Fagocytóza Opsonizace NK buňky Mastocyty Komplement Interferony Klonální selekce B lymfocyty T lymfocyty BCR, TCR, MHC (HLA) Imunoglobulíny
Obrana proti infekci NEIMUNITNÍ MECHANISMY: Anatomické bariéry (kůže, sliznice) Mechanické (pohyb řasinek, omývání) Chemické (nízké ph, lysozym atd.) Mikrobiální (normální mikroflóra) IMUNITNÍ MECHANISMY: Nespecifické (vrozené) první linie Specifické (adaptivní) po setkání s antigenem
Funkce imunitního systému OBRANYSCHOPNOST - ochrana před vnějšími škodlivinami, patogenními mikroorganismy a jejich produkty AUTOTOLERANCE rozpoznává co je tělu vlastní IMUNITNÍ DOHLED odstranění vnitřních škodlivin, starých, poškozených a zmutovaných buněk
Antigen a Epitop ANTIGEN látka vzbuzující reakci imunitního systému Exoantigen, Autoantigen, Alergen Antigen Epitop Protilátka EPITOP rozeznávaná část antigenu
Druhy imunitních mechanismů NESPECIFICKÉ (vrozené) reagují na společné rysy mnoha patogenů SPECIFICKÉ (adaptabilní) vytváří se po setkání s antigenem
Nespecifické imunitní mechanismy Buněčné fagocytující buňky - cytotoxické NK buňky Humorální - komplement - interferony - další sérové proteiny
Specifické imunitní mechanismy Buněčné - T lymfocyty Humorální - protilátky Vytváří se imunologická paměť
Komponenty imunitního systému Primární lymfatické orgány kostní dřeň a thymus (brzlík) Sekundární lymfatické orgány slezina, lymfatické uzliny, mandle... Lymfatické a krevní cévy aferentní (do uzlin), eferentní (z uzlin) Buňky imunitního systému leukocyty (krevní buňky), FDC Imunitní molekuly protilátky, receptory
Komponenty imunitního systému zdroj: www3.niaid.nih.gov
Buňky imunitního systému Kmenové buňky Myeloidní prekurzory Lymfoidní prekurzory Megakaryocyty Erytroblasty Destičky Monocyty o o o o o o o o o o Neutrofily o o o o o o o o o o o Eosinofily Bazofily Erytrocyty o o o o NK buňky Lymfocyty pre B B pre T Dendritické buňky Makrofágy Mastocyty Plazmocyty T C T H Nespecifická imunita fagocyty, APC Specifická imunita
Molekuly imunitního systému Antigen specifické receptory: BCR - B lymfocytů TCR - T lymfocytů MHC glykoproteiny I. a II. třídy (MHC = HLA) Protilátky (Ig, imunoglobulíny) Fc receptory Cytokíny a jejich receptory Složky komplementu a jejich receptory
Fungování imunitního systému Překonání neimunitních bariér Rozeznání antigenu (př. mikroorganismu) nespecifickými mechanismy - opsonizace komplementem - pohlcení fagocyty Produkce cytokinů, prezentace antigenu naivním T a B lymfocytům Klonální selekce produkce specifických efektorových T a B lymfocytů, tvorba protilátek Vznik imunologické paměti
Buněčná nespecifická imunita Fagocyty neutrofily (polymorfonukleáry), monocyty, makrofágy, eosinofily Fagocytóza pohlcení antigenu buňkou 1) Zachycení 2) Vytvoření fagozom fagozomu bakterie 4) Destrukce mikroorganismu 3) Fúze fagozomu s lysozomy
Fagocytující buňky Neutrofily (60%), extracelulární mikroorganismy, nemají MHC II. třídy, reagují okamžitě, žijí 6-12 hodin Makrofágy z monocytů (10%), vlastní odumřelé buňky, intracelulární parazité, potřebují aktivaci, žijí dlouho, APC Chemotaxe zánět, cizorod. Diapedéza průnik do tkáně
Receptory fagocytů Proti konzervovaným mikrobiálním strukturám (LPS, peptidoglykan, manany) Receptory pro složky komplementu Receptory pro Fc fragment imunoglobulínů OPSONIZACE navázání protilátek, komplementu či dalších sérových proteinů na povrch antigenu - zvyšuje účinnost fagocytózy
Funkce fagocytů Eliminace mikroorganismů (antigenu) - enzymy - reaktivní radikály Sekrece cytokinů aktivace buněk, rozvoj imunitní odpovědi Prezentace antigenu (MHC II. třídy) stimulace specifické imunity
NK buňky Přirození zabíječi cytotoxické Zabíjí pozměněné buňky (napadené viry, rakovinné buňky) Žírné buňky (mastocyty) V tkáních, podobné basofilům Receptor pro IgE, granule Proti parazitům, alergie (histamin vazodilatace)
Komplement Soustava sérových a membránových proteinů (C1 C9) Kaskádovitá aktivace štěpení jednotlivých složek na subjednotky Klasická a alternativní cesta aktivace C3b reaktivní, opsonizace C3a, C5a chemotaxe Komplex C5b-C9 osmotická lýza
Interferony Produkují buňky napadené virem - IFNα, IFNβ Navozují antivirový stav potlačení replikace viru (inhibice proteosyntézy) INFγ regulační funkce, T H 1 lymfocyty
Specifická imunita AKTIVNÍ PASIVNÍ přirozená (po onemocnění) - umělá (po očkování) - přirozená (mateřské protilátky) - umělá (podání protilátky)
Specifická imunita Buněčná (T lymfocyty) i humorální (B lymfocyty) Antigenně specifické receptory repertoár buněk proti různým strukturám Po setkání s antigenem KLONÁLNÍ SELEKCE a EXPANZE
Receptory B-buněk BCR povrchové imunoglobulíny (IgM, IgD) Vazba antigenu vede k signalizaci
Receptory T-buněk TCR transmembránový dimér (α, β) Rozeznává komplexy MHC proteinů s peptidy
MHC (HLA) Membránové receptory, dimery, vazebné místo pro peptidy MHC I. třídy mají všechny buňky, presentace vlastních peptidů (8-10 AK) HLA-A, HLA-B, HLA-C MHC II. třídy APC, presentace cizích peptidů (15-35 AK) HLA-DR, HLA-DQ, HLA-DP Velký polymorfismus transplantační antigeny
T lymfocyty Jediný specifický TCR V případě vazby klonální expanze T H lymfocyty (pomocné) sekrece cytokínů TH1 aktivace makrofágů TH2 aktivace B lymfocytů T C lymfocyty (cytotoxické) proti buňkám infikovaným viry a intracelulárními antigeny
Sekretované imunoglobulíny V H Fv V L C L C H 1 Lehký řetězec (λ, κ) C H 2 C H 3 C H 4 Těžký řetězec (µ, δ, α, γ, ε) IgM, IgD, IgA, IgG, IgE Fc fragment
Sekretované imunoglobulíny IgM pentamer, sérum, povrch buněk, primární odpověď, aktivace komplementu IgD - sérum, povrch buněk IgA dimer, slizniční a sérové (IgA1, IgA2) IgG sérum, opsonizace, neutralizace, sekundární odpověď, placenta (IgG1, IgG2a, IgG2b, IgG3, IgG4) IgE proti parazitům, mastocyty, bazofily v séru alergiků
Sekretované imunoglobulíny J řetězec u IgM a IgA
Dynamika protilátkové odpovědi
Imunizace Aktivní živé vakcíny učinější, méně bezpečné (př. vakcínie) - mrtvé vakcíny bezpečnější, méně účinné Pasivní aplikace protilátek při bezprostředním ohrožení (př. antitoxinová séra)