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
BUŇKY A MOLEKULY IMUNITNÍHO SYSTÉMU KRVETVORBA Krvetvorba probíhá ve dvou vlnách: extraembryonálně ve žloutkovém vaku, embryonálně paraaortálně, ve fetálních játrech a kostní dřeni Všechny krevní a imunitní buňky vznikají z kmenové pluripotentní buňky Kmenové buňky se diferencují nejprve na lymfoidní a myeloidní kmenové buňky, pak postupně všechny buňky krvetvorby Lymfocyty vyzrávají v primárních lymfatických orgánech Pluripotentní kmenová buňka Lymfatická kmenová buňka Myeloidní kmenová buňka CFU-GEMM Pro-Ly CFU-GM NK T B Pt Ery T c T h Mφ Mo DC Ne Eo Ba MC
Rozdělení buněk imunitního systému Mononukleární vs. Polymorfonukleární Lymfoidní linie: LYMFOCYT NK BUŇKA Myeloidní linie: MONOCYT MAKROFÁG Mononukleární buňky morfologicky jednotná populace, funkčně se dělí na řadu subpopulací dvě hlavní subpopulace B a T lymfocyty buňka podobná lymfocytu (LGL) nemá specifický receptor pro antigen koluje v krvi, prekursor makrofágů tkáňová podoba makrofágů, řada názvů DENDRITICKÁ BUŇKA cípatá buňka mnoha tvarů a názvů, vzniká i z lymfoidní linie Polymorfonukleární buňky Myeloidní linie: NEUTROFIL EOSINOFIL BAZOFIL ŽÍRNÁ BUŇKA krátce žijící buňka první obrany, tři typy granulí s lytickými enzymy, odlišné % zastoupení u různých druhů buňka s výraznými granuly, spojená s hypersenzitivitou (alergií a parazitární infekcí) koluje v krvi, spojená s hypersenzitivitou podobná bazofilu, asi z něj nevzniká dva odlišné typy - pojivová a slizniční
Ostatní buňky imunitního systému KREVNÍ DESTIČKY ENDOTELIÁLNÍ BUŇKY EPITELIÁLNÍ BUŇKY SLIZNIC FIBROBLASTY BUŇKY STROMATU FUNKČNÍ DĚLENÍ BUNĚK Buňky nespecifické (přirozené) imunity: (přednáška č. 3) Neutrofily Eosinofily Bazofily b. akutní fáze zánětu s výraznou fagocytární a baktericidní aktivitou buňka účastnící se alergické reakce a antiparazitární obrany buňka spojená s hypersenzitivní reakcí I. typu Žírná buňka hlavní buňka hypersenzitivní reakce I. typu Makrofágy fagocytující buňka, prezentující antigen propojuje nespecifickou a specifickou imunitu Dendritické buňky prezentující antigen, není efektorová NK buňky cytotoxické buňky nespecifické imunity FUNKČNÍ DĚLENÍ BUNĚK Buňky specifické imunity: (přednáška č. 5) B lymfocyty zajišťují produkci protilátek Plazmatické buňky - poslední diferenciační stádium B lymfocytů Th lymfocyty Tc lymfocyty zajišťují regulaci imunitního systému cytotoxické buňky specifické imunity γδt lymfocyty buňky na pomezí specifické a nespec. imunity, u skotu a prasat významná populace regulační a další subpopulace
MOLEKULY IMUNITNÍHO SYSTÉMU Volné a na povrch buněk vázané molekuly zajišťují signalizační a efektorové funkce imunitního systému Receptory a další povrchové molekuly buněk receptory nespecifického rozpoznání (TLR, FcR, CR...) přednáška č. 3 specifické receptory lymfocytů (TCR, BCR) přednáška č. 5 adhezivní molekuly diferenciační znaky Signalizační molekuly cytokiny interleukiny chemokiny Efektorové molekuly nejrůznějšího charakteru: mikrobicidní látky přednáška č. 3 cytokiny (interferony, TNF) přednáška č. 3 molekuly přirozené i specifické cytotoxicity (perforiny a granzymy) mediátory zánětu přednáška č. 4 další POVRCHOVÉ MOLEKULY LEUKOCYTŮ Na povrchu buněk je množství molekul, které zprostředkovávají kontakt s jinými buňkami nebo volnými molekulami Jsou to transmembránové proteiny, které mají většinou charakter receptorů určitých molekul (ligandů) Intracelulární část je spřažena s aktivačním systémem buňky Mají charakter povrchových antigenů Některé mají povahu fenotypických znaků SCHÉMA AKTIVACE BUŇKY α β JAK JAK
POVRCHOVÉ MOLEKULY LEUKOCYTŮ migm MHC I MHC II α β α β α 2 α 1 α 3 β 2 m α 1 α 2 -S- S- β 1 β 2 Igβ Igα Igα Igβ ζ ζ γ ε δ ε TCR CD NOMENKLATURA Od r. 1982 je zavedena klasifikace povrchových molekul jako tzv. CD znaků Po 8. workshopu je charakteristizováno přes 300 lidských povrchových leukocytárních znaků Pořádají se i workshopy na charakteristiku zvířecích povrchových molekul CD znaků lze mimo jiné využít i k fenotypizaci buněk, a to zejména lymfocytů FUNKCE POVRCHOVÝCH MOLEKUL BUNĚK receptory lymfocytů pro antigen molekuly hlavního histokompatibilitního komplexu receptory pro cytokiny Fc receptory C receptory receptor pro lipopolysacharid adheziny diferenciační znaky TCRαβ αβ,, TCRγδ γδ,, BCR MHC I, MHC II CD25 (IL-2R) CD64, CD32, CD16 CD35, CD21 CD14 CD11/CD18 (LFA1) CD54 (ICAM) CD34, CD45RO, CD45RA
FENOTYPOVÁ CHARAKTERISTIKA VYBRANÝCH BUNĚK T LYMFOCYT pomocný cytotoxický B LYMFOCYT NK BUŇKA CD2, CD3, CD5, (CD6), CD7, TCR CD4 CD8 BCR, CD19, CD20, CD21, CD79, MHC II (CD2), (CD7), CD16, CD56, CD57, CD95 MONOCYT NEUTROFIL CD13, CD14, CD32, CD35, MHC II CD10, CD15, (CD16), CD32, CD35 Th CD3 antigenní peptid TCR CD4 LFA1 MHC II ICAM APC ADHEZIVNÍ MOLEKULY Umožňují buněčné kontakty a cílený pohyb imunitních buněk v organismu.
ROZDĚLENÍ ADHEZIVNÍCH MOLEKUL SELEKTINY s lektinovou doménou rozeznávají cukerné skupiny mucinů nebo cadherinů INTEGRINY vážou různé složky intracelulární matrix, volné molekuly i ligandy na buňkách ADHEZINY IMUNOGLOBULINOVÉ RODINY umožňují prostup leukocytů cévní stěnou do tkání MUCINY při zánětu umožňují kontakt leukocytů s endotelem PŘEHLED ADHEZIVNÍCH MOLEKUL INTEGRINY β1 integriny - vážou se na kolagen, laminin a fibronektin VLA 1-5 (CD49/CD29) β2 integriny - vážou se na ICAM1 CD11a/CD18 - LFA1 CD11b/CD18 - CR3 CD11b/CD18 - CR4 β3 integriny - vážou se na fibronektin, vitronektin, von Willebrandův faktor CD61 PŘEHLED ADHEZIVNÍCH MOLEKUL SELEKTINY P-selektin - z trombocytů a endotelu E-selektin - při zánětu na endotelu L-selektin - při zánětu na leukocytech ADHEZINY IMUNOGLOBULINOVÉ RODINY PECAM-1 - na endotelu, zastaví pohyb leukocytů ICAM-1-3, VCAM-1 - indukují prostup leukocytů cévní stěnou MadCAM - v postkapilárních venulách naviguje lymfocyty k návratu do tkání slizničních orgánů
ADHEZIVNÍ MOLEKULY PŘI PREZENTACI ANTIGENU Th CD3 TCR CD2 CD28 LFA1 CD11a/CD18 antigenní peptid MHC II CD4 LFA3 CD58 B7 ICAM CD54 APC ADHEZIVNÍ MOLEKULY PŘI DIAPEDÉZE FÁZE VYCESTOVÁNÍ NEUTROFILŮ Z CÉV VALIVÝ POHYB ZACHYCENÍ DIAPEDÉZA exprese selektinů Exprese integrinů a adhezinů Ig rodiny
CYTOKINY A JEJICH RECEPTORY CYTOKINY krátce žijící, vysoce aktivní molekuly produkované buňkami a působící na buňky (stejné nebo jiné) odlišují se svými vlastnostmi od hormonů mají autokrinní nebo parakrinní, méně endokrinní povahu jedna buňka produkuje více typů cytokinů jeden cytokin má více účinků - pleiotropie různé cytokiny působí na jednu buňku podobným efektem - redundance několik cytokinů působí v souhře - synergismus, nebo proti sobě - antagonismus CYTOKINOVÁ SÍŤ Prozánětové aktivita fibroblastů produkce kolagenu produkce hlenu produkce proteinů akutní fáze resorbce kosti Imunitní buňky růst a diferenciace lymfocytů zvýšení protinádorové imunity zvýšení protiinfekční imunity indukce hemopoetických cytokinů zvýšení aktivity NK buněk radioprotekce INTERLEUKIN-1 Oběhový systém aktivace endotelu, exprese adhezinů vazodilatace, hypotenze, šok akumulace neutrofilů v místě zánětu zvýšení srdeční činnosti hyperkalcémie snížení iontů Zn a Fe Neuroendokrinní systém anorexie horečka ospalost
SKUPINY CYTOKINŮ interleukiny mezibuněčná komunikace IL-1 až IL-18 (IL-3, IL-7, IL-8 viz jiné sk.) interferony antivirová aktivita, modulace imunitní reakce IFN α, β, γ, τ hemopoetické f. diferenciace buněk CSF, GM-CSF, G-CSF, M-CSF, IL-3, IL-7 růstové faktory podpora růstu imunitních i neimunitních b. TGF-β, α, EGF, FGF (IL-11, 14, 15) rodina TNF faktory nekrotizující nádory, cytotoxická, prozánětlivá aktivita TNF-α, TNF-β β = LT-α, LT-β chemokiny navádějící leukocyty do místa zánětu CXC (IL-8), CC CYTOKINY REGULUJÍCÍ IMUNITNÍ ODPOVĚD produkované především makrofágy IL-1, IL-6, IL-12, IL-18, TNF-α produkované především lymfocyty Th1: IL-2, IFNγ, TNFβ Th2: IL-4, IL-5, IL-10, IL-13, CYTOKINOVÉ RECEPTORY Receptory cytokinů se skládají ze dvou nebo tří podjednotek, z nichž některé jsou společné pro několik cytokinů. Jedna podjednotka je specifická pro konkrétní cytokin a ostatní umožňuje přenos signálu intracelulárně, kde jsou nekovalentně asociovány s protein-kinázami.
CYTOKINOVÉ RECEPTORY Například receptor pro IL-2 je složen ze tří podjednotek: - CD25 (α-řetězec, specifický pro IL-2) - CD122 (β-řetězec, společný pro IL-2 a IL-15) - CD132 (γ-řetězec, společný pro IL-2, IL-4, IL-7, IL-9 a IL-15).