Schemat fagocytozy w immunologii. Fagocytoza w odpowiedziach immunologicznych organizmu
Neutrofile krążą we krwi obwodowej i stanowią znaczną część leukocytów krwi - 60-70%, czyli 2,5-7,5x109 komórek na 1 litr krwi. Zwykle neutrofile nie opuszczają naczyń do tkanek obwodowych, ale jako pierwsze „pędzą” (tj. ulegają wynaczynieniu) do miejsca zapalenia z powodu szybkiej ekspresji cząsteczek adhezyjnych - VCAM-1 (ligand śródbłonka VLA-4) oraz integryna CDllb/CD18 (ligand na śródbłonku ICAM-1). Ekskluzywne markery - CD66a i CD66d (carcinoma-embrional Ag) zidentyfikowano na ich błonie zewnętrznej.
Monocyty i makrofagi. Monocyty są „formą pośrednią”, we krwi stanowią 5-10% całkowitej liczby leukocytów. Ich celem jest stać się i być osiadłymi makrofagami w tkankach.
Makrofagi wątrobowe - komórki Kupffera, mózg - mikroglej, makrofagi płucne - pęcherzykowe i śródmiąższowe, nerkowe - mezangialne.
♦ Receptory błonowe makrofagów.
O CD115 - Rc dla czynnika stymulującego tworzenie kolonii monocytów (M-CSF). Występuje również na błonie pluripotencjalnej komórki prekursorowej granulocytów i monocytów oraz unipotentnego prekursora monocytów, o Znane są cztery struktury - Rc na błonie komórkowej makrofagów, łączące to, co makrofag jest potencjalnie w stanie wchłonąć poprzez mechanizm fagocytoza
CD14 - Rc dla kompleksów bakteryjnego LPS z białkami wiążącymi lipopolisacharydy surowicy (LBP), jak również kompleksów LPS z innymi produktami drobnoustrojów (np. endotoksyny) - Rc dla wiązania fragmentów błon fosfolipidowych i innych składników własnych uszkodzonych i obumierających komórki (Rc dla „śmieci”, receptory zmiataczy). Takim jest np. CD 163 - Rc dla „starych” erytrocytów. Rc wiążąca mannozę. Obecne tylko na błonie makrofagów tkankowych.
- RC dla dopełniacza - CR3 (integryna CDllb/CD18) i CR4 (integryna CDllc/CD18). Oprócz dopełniacza wiążą również szereg produktów bakteryjnych: lipopolisacharydy, lipofosfoglikan Leishmania, hemaglutyninę z włókien Bordetella, struktury powierzchniowe komórek drożdży z rodzajów Candida i Histoplasma.
CD64 - Rc dla "ogonów" (fragmentów Fc) IgG - FcyRI (Fcy-Rc pierwszego typu), dający możliwość fagocytozy kompleksów immunologicznych przez makrofagi. Uważa się je za markery błonowe monocytów/makrofagów, ponieważ ulegają ekspresji tylko na tych komórkach. Podklasy IgG pod względem siły powiązania z FcγRI są w następującej kolejności: IgG3 > IgGl > IgG4 > IgG2. o Receptory, które oddziałują z odpornością limfocytarną. Wraz ze wspomnianym już CD64 są to: - Rc dla cytokin produkowanych przez limfocyty odpornościowe. Wiązanie z ligandami Rc dla IFNγ i czynnika martwicy nowotworów (TNF) prowadzi do aktywacji makrofagów. Wręcz przeciwnie, makrofag jest inaktywowany przez Rc dla IL-10. - CD40, B7, MHC-I/II - cząsteczki błonowe do kontaktu z komplementarnymi cząsteczkami błonowymi limfocytów tj.
do bezpośrednich interakcji międzykomórkowych. Neutrofile nie mają takich receptorów. Konsekwencje fagocytozy. Po tym, jak fagocyt owinie swoją błonę wokół wchłoniętego obiektu i zamknie go w pęcherzyku błony zwanym fagosomem, zachodzą następujące zdarzenia.
♦ Rozszczepianie fagocytowanego materiału. Proces ten przebiega według tych samych mechanizmów biochemicznych we wszystkich fagocytach, o Lizosomy to specjalne organelle wewnątrzkomórkowe zawierające zestaw enzymów hydrolitycznych (kwaśne proteazy i hydrolazy) o optymalnym pH około 4,0. W komórce lizosomy łączą się z fagolizosomami w fagolizosom, w którym zachodzą reakcje trawienia pochłoniętego materiału.02-), tlen singletowy (1O2), rodnik hydroksylowy (OH-), podchlorek (OC1-), tlenek azotu ( NIE+). Te rodniki są również zaangażowane w niszczenie fagocytowanego obiektu.
♦ Wydzielanie enzymów litycznych i rodników utleniających do przestrzeni międzykomórkowej, gdzie również działają bakteriobójczo (ale także oddziałują na własne tkanki).
Neutrofile oprócz wymienionych substancji wytwarzają i wydzielają kolagenazę, katepsynę G, żelatynazę, elastazę i fosfolipazę A2.
♦ Produkcja i wydzielanie cytokin. Aktywowane przez produkty mikrobiologiczne makrofagi i neutrofile zaczynają wytwarzać cytokiny i inne biologicznie aktywne mediatory, które tworzą przedimmunologiczny stan zapalny w miejscu wprowadzenia substancji zewnętrznych, co przygotowuje możliwość rozwoju limfocytarnej odpowiedzi immunologicznej.
O Makrofagi wytwarzają interleukiny (IL-1, IL-6, IL-8, IL-12); czynnik martwicy nowotworu a (TNFa); prostaglandyny; leukotrien B4 (LTB4); czynnik aktywujący płytki krwi (PAF).
o Neutrofile wytwarzają TNFα, IL-12, chemokinę IL-8, LTB4 i PAT.
♦ Obróbka i prezentacja Ag - tworzenie kompleksów wewnątrz komórek z produktów rozszczepienia fagocytowanego materiału z własnymi cząsteczkami MHC-II i ekspresja tego kompleksu na powierzchni komórki w „celu” prezentacji Ag do rozpoznania przez T -limfocyty. Proces ten jest przeprowadzany tylko przez makrofagi.
Proces fagocytozy (wchłaniania ciała stałego) składa się z pięciu etapów.
- 1. Aktywacja (zwiększony metabolizm energetyczny). Czynnikami aktywacji i chemotaksji są produkty bakteryjne (LPS, peptydy), składniki dopełniacza (C3 i C5), cytokiny i przeciwciała.
- 2. Chemotaksja.
- 3. Przyczepność.
- 4. Wchłanianie.
- 5. Wynik fagocytozy.
Adhezja związana jest z obecnością na powierzchni fagocytów szeregu receptorów (dla fragmentów Fc przeciwciał, składników dopełniacza, fibronektyny), które zapewniają siłę oddziaływań receptorowych opsonin, które otaczają mikroorganizmy i ograniczają ich ruchliwość (przeciwciała, C3b, fibronektyna).
Fagocyty posiadają pseudopodia podobne do ameby. Po wchłonięciu tworzy się fagosom z wchłoniętym obiektem (bakterią), lizosom zawierający enzymy lityczne łączy się z nim i tworzy fagolizosom.
Istnieją trzy możliwe wyniki fagocytozy:
- - pełna fagocytoza;
- - niepełna fagocytoza;
- - przetwarzanie antygenów.
Zakończona fagocytoza to całkowite trawienie mikroorganizmów w komórce fagocytującej.
W procesie fagocytozy dochodzi do „eksplozji oksydacyjnej” z wytworzeniem reaktywnych form tlenu, co zapewnia efekt bakteriobójczy.
Jedną z najważniejszych funkcji makrofagów (obok chemotaksji, fagocytozy, wydzielania substancji biologicznie czynnych) jest przetwarzanie (przetwarzanie) antygenu i jego prezentacja komórkom immunokompetentnym z udziałem białek klasy głównego układu zgodności tkankowej (MHC) 2.
Fagocytoza to nie tylko niszczenie obcego, ale także prezentacja antygenu w celu wywołania reakcji immunologicznych oraz wydzielanie mediatorów reakcji immunologicznych i zapalnych. System makrofagów jest centralnym ogniwem nie tylko naturalnej odporności (odporności gatunkowej), ale także odgrywa ważną rolę w odporności nabytej, współpracy komórek w odpowiedzi immunologicznej.
Zapalenie jako reakcja obronna organizmu na różnego rodzaju uszkodzenia tkanek powstało na wyższym etapie ewolucji niż fagocytoza i jest charakterystyczne dla organizmów wysoko zorganizowanych z układem krwionośnym i nerwowym.
Zapaleniu zakaźnemu towarzyszą różne reakcje naczyniowe i komórkowe (w tym fagocytoza), a także uruchomienie szeregu mediatorów reakcji zapalnych (histamina, serotonina, kininy, białka ostrej fazy zapalenia, leukotrieny i prostaglandyny, cytokiny, system).
Wiele produktów bakteryjnych aktywuje komórki układu makrofagowo-monocytowego oraz limfocyty, które reagują na nie uwalniając produkty aktywne biologicznie – cytokiny, w szczególności interleukiny. Można je scharakteryzować jako mediatory komórkowej odpowiedzi immunologicznej. Główną rolę w reakcjach zapalnych odgrywa interleukina-1 (IL-1), która pobudza gorączkę, zwiększa przepuszczalność naczyń i właściwości adhezyjne śródbłonka oraz aktywuje fagocyty.
Gorączka. Wzrost temperatury ciała jest reakcją obronną organizmu, która pogarsza warunki rozmnażania się wielu mikroorganizmów, aktywuje makrofagi, przyspiesza przepływ krwi i nasila procesy metaboliczne w organizmie.
Funkcja barierowa węzłów chłonnych. Według P.F. Zdrodovsky'ego (1969) węzły chłonne są rodzajem filtra biologicznego dla patogenów przenoszonych z limfą. Tutaj mikroorganizmy, które przeniknęły przez skórę lub błony śluzowe i są przenoszone przez prąd limfy, są zatrzymywane i narażone na działanie makrofagów i aktywowanych limfocytów.
Układ dopełniacza to kompleks białek i glikoprotein w surowicy krwi ludzi i kręgowców (jest ich ponad 20). Poszczególne składniki pośredniczą w procesach zapalnych, opsonizacji obcych fragmentów do późniejszej fagocytozy, uczestniczą wraz z makrofagami w bezpośrednim niszczeniu mikroorganizmów i innych obcych komórek (liza bakterii i wirusów). W warunkach fizjologicznych składniki układu dopełniacza występują w postaci nieaktywnej. Istnieją trzy sposoby aktywacji układu dopełniacza – klasyczna, alternatywna i za pomocą bocznika C1.
Szlak klasyczny – kaskada reakcji proteazy ze składnika C1q do C9 – jest realizowany w obecności przeciwciał przeciwko odpowiedniemu antygenowi. Składnik C1q oddziałuje z kompleksem „antygen-przeciwciało”, następnie C4, a następnie C2. Tworzy się kompleks „antygen-przeciwciało-C1C4C2”, z którym łączy się C3 (centralny składnik układu) i uruchamia łańcuch aktywacji z funkcjami efektorowymi (opsonizacja i liza bakterii, aktywacja układu makrofagów, stan zapalny) .
Alternatywna droga jest realizowana podczas pierwszego kontaktu z patogenem (kiedy nie ma jeszcze przeciwciał). Jest indukowany przez LPS i inne antygeny drobnoustrojów. C1, C4, C2 nie są zaangażowane, ścieżka alternatywna i klasyczna łączą się na poziomie C3.
układ interferonowy.
Interferony to syntetyzowane przez różne komórki organizmu glikoproteiny o szerokim zakresie aktywności biologicznej (głównie przeciwwirusowej), stanowiące szybką reakcję organizmu na otrzymanie przez komórki niespecyficznego sygnału obcości. Istnieje cały system interferonów, które są podzielone na podtypy alfa, beta i gamma o wyraźnej heterogeniczności właściwości. Działanie przeciwwirusowe przejawia się w zdolności do hamowania wewnątrzkomórkowego namnażania się wirusów DNA i RNA (głównie w wyniku zablokowania syntezy makrocząsteczek wirusowych). Indukcję syntezy interferonu wywołują wirusy, bakterie, riketsje, pierwotniaki, związki syntetyczne.
komórki zabójcze.
W zapewnieniu odporności gatunkowej istotną rolę odgrywają limfocyty T-cytotoksyczne (T-killery) oraz główny układ zgodności tkankowej (więcej szczegółów w kolejnych wykładach).
T-killery, prezentując antygeny głównego układu zgodności tkankowej klasy 1, rozpoznają wszelkie obce antygeny (w tym zmutowane, np. komórki nowotworowe), atakują je i niszczą.
Komórki NK (naturalni zabójcy) są ważne w utrzymaniu homeostazy genetycznej i ochronie przeciwnowotworowej, ich funkcje rozpoznawania nie zależą od prezentacji antygenów MHC klasy 1 (główny kompleks zgodności tkankowej).
Systemy odporności nieswoistej i odporności gatunkowej przyczyniają się do utrzymania integralności strukturalnej i funkcjonalnej organizmu oraz są podstawą do kształtowania się odporności nabytej (swoistej). Dokując na tym wyższym poziomie, systemy swoistej i nabytej odporności tworzą jeden i najskuteczniejszy system samoobrony organizmu przed wszystkim obcym.
Układ odpornościowy.
Układ odpornościowy to zestaw narządów, tkanek i komórek, które zapewniają komórkową i genetyczną stałość organizmu. Zasady czystości antygenowej (genetycznej) opierają się na rozpoznawaniu „własnego obcego” i są w dużej mierze zdeterminowane przez system genów i glikoprotein (produktów ich ekspresji) – główny kompleks zgodności tkankowej (MHC), często nazywany HLA (ludzki antygeny leukocytów) u ludzi. Białka MHC ulegają wyraźnej ekspresji na ludzkich leukocytach, antygeny MHC są typowane przy użyciu badania leukocytów.
narządy układu odpornościowego.
Istnieją centralne (szpik kostny - narząd krwiotwórczy, grasica lub grasica, tkanka limfatyczna jelita) i obwodowe (śledziona, węzły chłonne, nagromadzenie tkanki limfatycznej we własnej warstwie błon śluzowych typu jelitowego) narządy odporności.
Komórki progenitorowe komórek immunokompetentnych są wytwarzane przez szpik kostny. Niektórzy potomkowie komórek macierzystych stają się limfocytami. Limfocyty dzielą się na dwie klasy - T i B. Prekursory limfocytów T migrują do grasicy, gdzie dojrzewają do komórek, które mogą uczestniczyć w odpowiedzi immunologicznej. U ludzi limfocyty B dojrzewają w szpiku kostnym. U ptaków niedojrzałe komórki B migrują do kaletki Fabrycjusza, gdzie osiągają dojrzałość. Dojrzałe limfocyty B i T kolonizują obwodowe węzły chłonne. Tak więc centralne narządy układu odpornościowego przeprowadzają tworzenie i dojrzewanie komórek immunokompetentnych, narządy obwodowe zapewniają odpowiednią odpowiedź immunologiczną na stymulację antygenową - „przetwarzanie” antygenu, jego rozpoznawanie i klonalną proliferację limfocytów – różnicowanie zależne od antygenu.
16. Reakcja fagocytarna.
Fagocytoza- proces aktywnego wchłaniania, trawienia i inaktywacji obcych cząstek przez wyspecjalizowane komórki fagocytujące.
Etapy fagocytozy:
Chemotaksja to celowe przemieszczanie się fagocytów wzdłuż gradientu stężeń specjalnych substancji biologicznie czynnych - chemoatraktantów.
Adhezja – przyleganie do drobnoustroju. Opsoniny (AT, fibronektyna, surfaktant) otaczają mikroorganizmy i znacznie ograniczają ich ruchliwość.
Endocytoza (wchłanianie). W efekcie powstaje fagosom, w którym zamknięty jest obiekt fagocytozy. Lizosomy pędzą do fagosomu i ustawiają się wzdłuż jego obwodu.
Trawienie. Fuzja fagosomu z lizosomem w celu utworzenia fagolizosomu. Ponadto fagocytowane mikroorganizmy są atakowane przez czynniki zależne od tlenu (nadtlenek, nadtlenek tlenu, cytochrom b; powstają produkty o działaniu toksycznym, niszczącym mikroorganizmy i otaczające je struktury) i niezależne od tlenu (granulki z laktoferyną, lizozymem itp.; produkty te powodują uszkodzenia ściany komórkowej i zakłócają niektóre procesy metaboliczne).
wynikiem fagocytozy.
Zakończone - śmierć i zniszczenie mikroorganizmów
Niekompletne – bakterie wyposażone w otoczki lub gęste hydrofobowe ściany komórkowe są odporne na działanie enzymów lizosomalnych; blokowanie fuzji fagosomów i lizosomów.
Rodzaje komórek fagocytarnych:
Makrofagi i komórki dendrytyczne - profesjonalne fagocyty i komórki prezentujące antygen
Mikrofagi - leukocyty polimorfojądrowe (neutrofile) - tylko umiarkowana fagocytoza
Monocyty krwi migrują do tkanek pod wpływem cytotoksyn i stają się rezydentami.
Makrofagi Wątroba - komórki Kupffera
Płuca - makrofagi pęcherzykowe
OUN - komórki mikrogleju
Szpik kostny - osteoklasty
Nerka - komórki mezangialne
Fagocytoza mikroorganizmów i ich przetwarzanie (trawienie); prezentować antygen limfocytom T.
NK - naturalni zabójcy - nie różnicują AH, są niezależne od przeciwciał, działają tylko przeciwko komórkom i reagują tylko na czynniki komórkowe.
Wskaźniki fagocytozy:
Indeks fagocytarny (aktywność fagocytarna) - odsetek neutrofili zawierających cząsteczki mikroorganizmów
Liczba fagocytarna (indeks fagocytarny) - średnia liczba mikroorganizmów wchłoniętych przez jeden fagocyt.
17. Humoralna odpowiedź immunologiczna.
W humoralnej odpowiedzi immunologicznej biorą udział trzy typy komórek: makrofagi (komórki prezentujące AG), komórki pomocnicze T i limfocyty B
Komórki prezentujące AG fagocytują mikroorganizm i przetwarzają go, dzieląc na fragmenty (przetwarzanie AG). Fragmenty AG są eksponowane na powierzchnię komórki prezentującej AG wraz z cząsteczką MHC. Kompleks AG-cząsteczka MHC2 jest prezentowany pomocnikowi T. Rozpoznanie kompleksu przez T-pomocnika stymuluje wydzielanie IL-1 przez makrofagi.
T-pomocnik pod wpływem IL-1 syntetyzuje IL-2 i receptory dla IL-2, ta ostatnia poprzez mechanizm autokrynny stymuluje proliferację T-pomocników, a także CTL. Tak więc, po interakcji z komórką prezentującą AG, pomocnik T nabywa zdolność reagowania na działanie IL-2 poprzez szybką reprodukcję. Biologicznym znaczeniem tego zjawiska jest nagromadzenie pomocników T, które zapewniają tworzenie się w narządach limfatycznych niezbędnej puli komórek plazmatycznych, które wytwarzają przeciwciała przeciwko temu AG.
Limfocyt B. Jego aktywacja polega na bezpośrednim oddziaływaniu AG z cząsteczką Ig na powierzchni limfocytu B. W tym przypadku limfocyt B sam przetwarza AG i prezentuje swój fragment w połączeniu z cząsteczką MHC2 na swojej powierzchni. Kompleks ten rozpoznaje pomocnika T wybranego przy użyciu tego samego antygenu. Rozpoznanie przez receptor T-pomocniczy kompleksu AG-MHC2 na powierzchni limfocytu B prowadzi do wydzielania IL-2, IL-4, IL-5 i IFN-gamma przez T-pomocnika pod wpływem z których komórki B namnażają się, tworząc klon komórek plazmatycznych. Komórki plazmatyczne syntetyzują przeciwciała. Wydzielanie AT jest stymulowane przez IL-6 wydzielaną przez aktywowany T-pomocnik. Niektóre dojrzałe limfocyty B po zróżnicowaniu niezależnym od antygenu krążą w organizmie w postaci komórek pamięci.
5 klas: IgA, IgD, IgE, IgG, IgM; Cząsteczki IgD, IgE, IgG są reprezentowane przez monomery, IgM przez pentamery, cząsteczka IgA w surowicy krwi jest monomerem, aw wydalanych płynach (ślinie, płynie łzowym) jest dimerem
IgG: przenika przez łożysko do organizmu płodu, aby zapewnić powstanie odporności biernej u płodu, po urodzeniu dziecka jego zawartość w surowicy krwi spada i osiąga minimalne stężenie o 3-4 miesiące, po czym zaczyna rosnąć ze względu na nagromadzenie własnych IgG, osiągając normę o 7 lat. Wykrycie wysokiego miana IgG na Ag określonego patogenu świadczy o tym, że organizm znajduje się w fazie rekonwalescencji lub niedawno przeniesiono określoną chorobę.
IgM: jego zawartość jest znacznie zwiększona u noworodków, które przeszły infekcję wewnątrzmaciczną. Obecność IgM w Ag określonego patogenu wskazuje na ostry proces zakaźny.
IgA: krąży w surowicy krwi, a także jest wydzielany na powierzchni nabłonka., obecny w ślinie, płynie łzowym, mleku. Cząsteczki IgA biorą udział w reakcjach neutralizacji i aglutynacji patogenów. Immunoglobuliny wydzielnicze klasy IgA (SIgA) różnią się od immunoglobulin surowiczych obecnością składnika wydzielniczego związanego z 2 lub 3 monomerami IgA.
IgD: znajduje się na powierzchni rozwijających się limfocytów B, jego zawartość osiąga maksimum do 10 lat, nieznaczny wzrost miana obserwuje się w czasie ciąży, astmy oskrzelowej, tocznia rumieniowatego układowego oraz u osób z niedoborami odporności
IgE: syntetyzowany przez komórki plazmatyczne w węzłach chłonnych oskrzeli i otrzewnej, w błonie śluzowej przewodu pokarmowego. IgE są również nazywane reaginami, ponieważ biorą udział w reakcjach anafilaktycznych, mając wyraźną cytofilowość.
Od 10. tygodnia rozwoju wewnątrzmacicznego rozpoczyna się synteza IgM, od 12. - IgG, od 30. - IgA, ale ich stężenie jest niskie.
Ochronna funkcja przeciwciał podczas infekcji:
Ab poprzez centra wiążące Ag oddziałują z różnymi Ag. W ten sposób Ab zapobiegają infekcji lub eliminują patogen lub blokują rozwój reakcji patologicznych, jednocześnie aktywując wszystkie specyficzne systemy obronne.
Opsonizacja (fagocytoza immunologiczna)– Abs (poprzez fragmenty Fab) wiążą się ze ścianą komórkową organizmu; Fragment Fc Ab oddziałuje z odpowiednim receptorem fagocytu, który pośredniczy w późniejszej efektywnej absorpcji utworzonego kompleksu przez fagocyt.
Działanie antytoksyczne Abs może wiązać, a tym samym dezaktywować toksyny bakteryjne.
Aktywacja komplementu Ab (IgM, IgG) po związaniu z Ag (mikroorganizm, komórka nowotworowa) aktywuje układ dopełniacza, co prowadzi do zniszczenia tej komórki poprzez perforację jej ściany komórkowej, nasilenie chemotaksji, chemokinezy i fagocytozy immunologicznej
Neutralizacja– oddziałując z receptorami komórkowymi wiążącymi bakterie lub wirusy, Ab może zapobiegać adhezji i przenikaniu mikroorganizmów do komórek organizmu gospodarza.
Krążące kompleksy immunologiczne Abs wiążą rozpuszczalny Ag i tworzą krążące kompleksy, za pomocą których Ag jest wydalany z organizmu, głównie z moczem i żółcią.
Cytotoksyczność zależna od przeciwciał– opsonizując Ag, Ab stymuluje ich niszczenie przez komórki cytotoksyczne. Aparatem, który zapewnia rozpoznawanie celu, są receptory dla fragmentów Fc Ab. Makrofagi i granulocyty są zdolne do niszczenia opsonizowanych celów.
Właściwości przeciwciał:
Specyficzność- zdolność przeciwciał do reagowania tylko z określonym antygenem, ze względu na obecność determinant antygenowych na antygenie i receptorów antygenowych (antydeminantów) na przeciwciele.
Wartościowość- liczba antydeterminantów na przeciwciele (zwykle dwuwartościowych);
powinowactwo, powinowactwo jest siłą związku między determinantą a antydeterminantą;
Chciwość jest siłą wiązania przeciwciało-antygen. Ze względu na wartościowość jedno przeciwciało wiąże się z kilkoma antygenami;
Niejednorodność- niejednorodność, spowodowana obecnością trzech typów determinantów antygenowych:
izotypowy- scharakteryzować przynależność immunoglobuliny do określonej klasy (IgA, IgG, IgM itp.);
Allotypowe- (specyficzność wewnątrzgatunkowa) odpowiadają wariantom allelicznym immunoglobuliny (zwierzęta heterozygotyczne mają różne immunoglobuliny);
Idiotypowe- odzwierciedlają indywidualne cechy immunoglobulin (mogą powodować reakcje autoimmunologiczne).
Cechy wieku:
W okresie poporodowym obserwuje się bardzo znaczną dynamikę zawartości immunoglobulin różnych klas we krwi dzieci. Wynika to z faktu, że w pierwszych miesiącach życia trwa dezintegracja i usuwanie tych immunoglobulin klasy B, które zostały przeniesione przez łożysko od matki.
W ciągu pierwszych 4-6 miesięcy matczyne immunoglobuliny ulegają całkowitemu zniszczeniu i rozpoczyna się synteza własnych immunoglobulin.
Odporność- jest to sposób na ochronę organizmu przed żywymi ciałami i substancjami, które noszą ślady informacji genetycznie obcych.
Odporność- integralny system biologicznych mechanizmów samoobrony organizmu.
Za pomocą immunitetu wszystko, co obce, zostaje rozpoznane i zniszczone. Obcy - nie własny, genetyczny podział substancji.
Zadania - utrzymanie integralności strukturalnej ciała. Zapewnia
- Zachowanie homeostazy
- Zachowanie funkcjonalnej integralności strukturalnej ciała
- Zachowanie biologicznej indywidualności organizmu.
- Komórki, które różnią się genetycznie od komórek organizmu, ulegają zniszczeniu.
Immunologia- nauka o organizmach, cząsteczkach układu odpornościowego. Zajmuje się badaniem strukturalnej funkcji odporności i odpowiedzi immunologicznej na obce przeciwciała. Zajmuje się badaniem sekwencji odpowiedzi immunologicznej i sposobami wpływania na nią.
Rozwój immunologii
Założycielem jest dzieło Miecznikowa z 1883 roku. Stworzył fagocytarną teorię odporności, 1897 - Ehrlich stworzył humoralną teorię odporności, 1908 - otrzymał nob. Nagrody teoretyczne.
Empirycznie proponowano szczepionki (wcześniej).
Generał - szczepionka przeciwko ospie krowiej
1974 - eradykacja ospy prawdziwej.
Szczepionka Pasteura jest szczepionką przeciwko wściekliźnie.
odporność gatunkowa.
Odporność wynikająca z wrodzonych cech biologicznych organizmu.
Różni się właściwościami
1. Znak gatunku (zwierzęta nie cierpią na choroby ludzkie)
2. Genetycznie zdeterminowany - przez dziedziczenie
3. Niespecyficzny - nie ma selektywnego kierunku, ale objawia się różnymi infekcjami
4. trwałe, ale nie absolutne
Mechanizmy odporności gatunkowej.
Bariery zewnętrzne odporność gatunkowa.
- Skóra stanowi mechaniczną barierę dla czynników zakaźnych – patogenów. Ma właściwości bakteriobójcze, ponieważ wydzieliny gruczołów potowych i łojowych zawierają nadtlenek wodoru, a także mocznik, nienasycone kwasy tłuszczowe, barwniki żółciowe, amoniak
- Błona śluzowa. Sekret błony śluzowej zmywa patogeny z powierzchni. Zawiera lizozym, przeciwciała wydzielnicze, inhibitory bakterii i wirusów.
- Cechy anatomiczne i fizjologiczne organizmu. Rzęski nabłonka walcowatego górnych dróg oddechowych. Sposoby. Opóźnianie patogenów, a także wymioty, kaszel, kichanie - to akty fizjologiczne. Rzęsy, brwi oczu zapobiegają przedostawaniu się patogenów
Bariery wewnętrzne
- Normalna mikroflora organizmu, zasiedlająca błony śluzowe, skórę, różne biotopy. Jest antagonistą organizmów chorobotwórczych i warunkowo chorobotwórczych. Ma działanie uodparniające. Dzięki temu indukuje powstawanie przeciwciał. Synteza witamin - K, B.
- błony komórkowe
- Funkcja barier histohematycznych. Przeprowadź ochronę mózgu, układu rozrodczego, oczu.
- układ limfatyczny. Uwzględniono system węzłów chłonnych i formacji
- Gorączka - wzrost temperatury nasila procesy metaboliczne, przepływ krwi, aktywność enzymów, makrofagów, hamuje rozmnażanie się wirusów i bakterii.
- Zapalenie występuje, gdy tkanki są uszkodzone. Fagocyty pędzą do ogniska zapalenia. Uaktywniają się substancje biologicznie czynne (BAS) – serotonina i histomina, które zwiększają przepuszczalność naczyń, co prowadzi do rozwoju obrzęku, zaczerwienienia, gromadzą się substancje – przeciwciała i dopełniacz, które zapewniają zniszczenie patogenu.
- funkcję układu wydalniczego. Pozbywa się zniszczonych patogenów przez przewód pokarmowy, drogi oddechowe i układ moczowy.
Komórkowe mechanizmy odporności gatunkowej.
Fagocytoza i funkcje komórek NK NK.
Fagocytoza- proces wychwytywania i niszczenia obcych antygenów przez fagocyty.
Fagocytoza obejmuje komórki, które dzielą się na następujące typy - mikrofagi. Są to neutrofile polimorfojądrowe we krwi obwodowej. Makrofagi - monocyty, makrofagi fagowe, które nazywane są histiocytami. Komórki Coopera wątroby, osteoklasty - tkanka kostna, a także komórki mikrogleju tkanki nerwowej. Makro i mikrofagi na błonach mają wiele receptorów, enzymów i wyraźny aparat lizosomalny.
Etapy fagocytozy
- Ruch fagocytu w kierunku obiektu odbywa się przez chemotaksję. Jest to ukierunkowany ruch komórki na określony związek chemiczny. Grupy zdefiniowane przez receptory.
- Adhezja przedmiotu do fagocytów, określana jako adhezja i absorpcja, które zachodzą poprzez interakcję z receptorami
- Absorpcja przez fagocyt obiektu. W miejscu przyczepu ściana komórkowa jest wklęsła. Przedmiot zanurza się w fagocycie. Powstaje fagosom, który łączy się z lizosomem, tworząc kompleks fagolizosomu.
- Wynik jest inny. Opcje wyników 1. Trawienie obiektu. 2. Reprodukcja obiektu w fagocycie 3. Wypchnięcie obiektu z fagocytu
Mechanizmy trawienia
- O-zależny. Fagocyt aktywnie absorbuje tlen, dochodzi do wybuchu oksydacyjnego, powstają reaktywne formy tlenu, takie jak hydroksylion, superoksydanion, nadtlenek wodoru, co ma szkodliwy wpływ na bakterię
- Niezależny od tlenu. Przeprowadzane przez białka kationowe i enzymy lizosomalne.
Rodzaje fagocytozy
- Ukończono - obiekt jest trawiony
- Niekompletne - bakterie nie są trawione
Mechanizmy niepełnej fagocytozy.
- Bakterie mogą być oporne na enzymy lizosomalne, takie jak gonokoki
- Mikroorganizmy mogą opuszczać fagocyty i rozmnażać się, co jest typowe dla riketsj.
- Bakterie mogą zakłócać powstawanie fagolizosomów - prątków gruźlicy.
Ocena fagocytozy.
Aby ocenić aktywność fagocytarną, stosuje się następujące wskaźniki
-Procent fagocytozy (PF)- liczba fagocytów na 100, wykazująca aktywność funkcjonalną.
Normalne przeciwko gronkowcom lub jakimkolwiek ciałkom - 60-80%
-Indeks fagocytozy (IF)- liczba bakterii wychwytywanych przez jeden fagocyt na 100. Około 6-8 bakterii jest wychwytywanych przez 1 fagocyt.
Aktywność fagocytów może wzrosnąć pod wpływem cytokin, komplementów, przeciwciał, wśród których są opsoniny. Są to przeciwciała, które przygotowują bakterię do fagocytozy. W ich obecności fagocytoza jest bardziej aktywna. Zsyntetyzowane opsoniny w immunizowanym organizmie.
Obecność opsonin określa wskaźnik opsonofagocytarny (OPI)
OFI = PF surowicy immunologicznej / FP normalnej surowicy. Jeśli > 1, to istnieją opsoniny. U pacjenta z brucelozą rozwijają się opsoniny. Antietla przygotowuje fagocyty do schwytania Brucelli. 80/20=4. Jeśli< 1 человек болен.
Funkcje fagocytów
- Zapewnienie fagocytozy
- Przetwarzanie antygenów
- Prezentacja antygenu komórkom układu odpornościowego i wywołanie późniejszej odpowiedzi immunologicznej.
- Wydzielanie BAS - substancji biologicznie czynnych. Więcej niż 5-. Cytokiny, składniki dopełniacza, prostaglandyny,
Naturalni zabójcy.
Są to naturalni zabójcy należący do limfocytów, które nie mają właściwości limfocytów T i B, działają cytotoksycznie na komórki nowotworowe, komórki zawierające wirusy. Mają specjalne białko, które szybko polimeryzuje w obecności jonów wapnia, tworzą się podjednostki osadzone w błonie komórkowej i tworzy się kanał, przez który woda wpada do komórki. Komórka pęcznieje, pęka, co określa się mianem cytolizy.
Humoralne czynniki odporności gatunkowej
- Komplement to wieloskładnikowy układ białek surowicy krwi, który utrzymuje homeostazę. Łączy w sobie 9 składników-frakcji i jest oznaczony łacińską literą C z indeksem 1,2,3,4,5 itd. System zawiera podkomponenty С1R, C1S, C5A, C5B. Białka regulatorowe, czynniki zaangażowane w aktywację dopełniacza - gamma globuliny, jony magnezu i wapnia. Składniki dopełniacza są w stanie nieaktywnym, a aktywacja układu dopełniacza jest konieczna do manifestacji czynności funkcjonalnej. Istnieją następujące sposoby aktywacji -
- Klasyczny
- Alternatywny
- Lektyna.
Aktywacja typu klasycznego. Aktywacja przebiega jako rosnąca kaskada.
1 cząsteczka rozpada się, aktywuje 2 cząsteczki i tak dalej. Inicjowane przez kompleks antygen-przeciwciało, który oddziałuje z pierwszą frakcją C1, która rozpada się na podskładniki. Oddziałuje z C4, który oddziałuje z C2, który aktywuje C3, który rozkłada się na podskładniki C3A i C3B, prowadząc do aktywacji C5, który rozkłada się na podskładniki C5a i C5b, aktywuje C6 i tak dalej, aż do C9. Kompleks C6-C9 jest kompleksem atakującym błonę, który jest osadzony w błonie, tworzy się kanał, przez który dostaje się woda i komórka ulega lizie.
Aktywacja według typu alternatywnego. Jest wyzwalany przez LPS i antygeny drobnoustrojów, które natychmiast aktywują frakcję C3. Dalej C5 i do C9.
Aktywacja przez lektynę typu jest wyzwalany przez białka wiążące monozę, które wiążą się z resztami monozy na komórkach bakteryjnych, aktywowana jest proteaza, która rozszczepia czwartą frakcję dopełniacza. Następnie C2,3 i tak dalej aż do C9. W rezultacie komplement jest aktywowany.
Komplement w wyniku aktywacji wykonuje następujące funkcje
- liza komórek
- Stymulacja fagocytozy, np. frakcji C5, nasila chemotaksję
- Zwiększona przepuszczalność naczyń, którą zapewniają podskładniki
- Nasila proces zapalny
Do humoralnych czynników odporności gatunkowej należy enzym lizozym, który niszczy peptydoglikan ściany komórkowej, powodując w ten sposób śmierć bakterii, i jest syntetyzowany przez makrofagi i monocyty. Wysoka zawartość krwi, płynów ustrojowych, śliny i płynu łzowego
Białka ostrej fazy, takie jak białko C-reaktywne. Jest to duża cząsteczka białka złożona z 5 identycznych podjednostek - pentroksyny. Ma powinowactwo do substancji ściany komórkowej bakterii. Zapewnia opsonizację bakterii, aktywację komplementu wzdłuż szlaku klasycznego
Endogenne peptydy, które mają działanie antybiotyczne, mogą zabijać bakterie
Interferon, białka ochronne surowicy krwi, wśród których, oprócz białek ostrej fazy, rozróżnia się properdynę, beta lizynę, białka monowiążące.
Fagocytoza (z greckiego phago – pożeram i cytos – komórka) to proces wchłaniania i trawienia substancji antygenowych, w tym mikroorganizmów, przez komórki pochodzenia mezodermalnego, zwane fagocyty. I. I. Miecznikow podzielił fagocyty na makrofagi i mikrofagi. Obecnie makro- i mikrofagi są zjednoczone pojedynczy system makrofagów (SMF). Ten system obejmuje:
- makrofagi tkankowe - komórki nabłonkowe,
- gwiaździste retikuloendoteliocyty (komórki Kupffera),
- makrofagi pęcherzykowe i otrzewnowe zlokalizowane w pęcherzykach płucnych i jamie otrzewnej,
- białe wyrostki naskórkowe skóry (komórki Langerhansa) itp.
Mikrofagi obejmują:
- neutrofile,
- eozynofile,
- bazofile.
Funkcje makrofagów niezwykle zróżnicowane. Jako pierwsze reagują na obcą substancję, będąc wyspecjalizowanymi komórkami, które absorbują i niszczą obce substancje w organizmie (komórki obumierające, komórki nowotworowe, bakterie, wirusy i inne mikroorganizmy, antygeny, niemetabolizowane substancje nieorganiczne). Ponadto makrofagi wytwarzają wiele substancji biologicznie czynnych - enzymy (m.in. lizozym, peroksydaza, esteraza), białka dopełniacza, immunomodulatory, takie jak interleukiny. Obecność na powierzchni makrofagów receptorów dla immunoglobulin (Am) i dopełniacza oraz układu mediatorów zapewnia ich interakcję z limfocytami T i B. Jednocześnie makrofagi aktywują funkcje ochronne limfocytów T. Ze względu na obecność receptorów dla dopełniacza i Am oraz układu zgodności tkankowej Ag (HLA), makrofagi biorą udział w wiązaniu i rozpoznawaniu antygenów. Tak więc fagocyty pełnią trzy funkcje:
- ochronny, związany z oczyszczaniem organizmu z czynników zakaźnych, produktów rozpadu tkanek itp .;
- reprezentowanie, polegające na prezentacji antygenowych epitoli limfocytom na błonie fagocytów;
- wydzielniczy, związany z wydzielaniem enzymów lizosomalnych i innych substancji biologicznie czynnych – cytokin, które odgrywają ważną rolę w immunogenezie.
Następujące sekwencyjnie płyną etapy fagocytozy.
- Chemotaksja– ukierunkowany ruch fagocytów w kierunku gradientu chemicznego chemoatraktantów w środowisku. Zdolność do chemotaksji związana jest z obecnością na błonie swoistych receptorów dla chemoatraktantów (obiektów fagocytozy), którymi mogą być bakterie, produkty degradacji tkanek organizmu itp.
- Przyczepność(przywiązanie) jest również pośredniczone przez odpowiednie receptory, ale może przebiegać zgodnie z prawami nieswoistych oddziaływań fizyko-chemicznych. Cząsteczki są adsorbowane na powierzchni makrofaga.
- Endocytoza(przechwytywanie) - następuje inwazja błony komórkowej, wychwytywanie obcej cząstki i jej zanurzenie w protoplazmie. W wyniku endocytozy powstaje wakuola fagocytarna - fagosom(tj. bańka w protoplazmie wokół zaabsorbowanej cząstki).
- trawienie wewnątrzkomórkowe- rozpoczyna się od wchłonięcia fagocytowanych obiektów. Fagosom łączy się z lizosomem fagocytu, który zawiera dziesiątki enzymów i następuje tworzenie fagolizosomu (zniszczenie) przechwyconej cząstki przez enzymy. Kiedy cząsteczka należąca do samego organizmu zostanie wchłonięta (na przykład martwa komórka lub jej części, własne białka), jest rozkładana przez enzymy fagolizosomów na substancje nieantygenowe (aminokwasy, kwasy tłuszczowe, nukleotydy, monocukry). Jeśli obca cząstka zostanie wchłonięta, enzymy fagolizosomu nie są w stanie rozbić substancji na składniki nieantygenowe. W takich przypadkach fagolizosom wraz z pozostałą częścią antygenu, który zachował swoją obcość, jest przekazywany przez makrofagi do limfocytów T i B, czyli włączane jest specyficzne ogniwo odpornościowe.
funkcja wydzielnicza to wydzielanie przez fagocyty substancji biologicznie czynnych – cytokin – są to interleukina-1 i interleukina-2, które są komórkowymi mediatorami regulującymi proliferację, różnicowanie i funkcję fagocytów, limfocytów, limfoblastów i innych komórek. Makrofagi wytwarzają i wydzielają tak ważne czynniki regulacyjne, jak prostaglandyny, leukotrieny, cykliczne nukleotydy o szerokim zakresie aktywności biologicznej. Ponadto makrofagi syntetyzują i wydzielają szereg produktów o działaniu przeciwbakteryjnym, przeciwwirusowym i cytotoksycznym (rodniki tlenowe O2-H2O2, lizozym, interferon itp.).
Fagocytoza jest wzmacniana przez przeciwciała opsoninowe, ponieważ związany lub antygen jest łatwiej adsorbowany na powierzchni fagocytu, ze względu na obecność receptorów dla tych przeciwciał w tym ostatnim. To wzmocnienie fagocytozy przez przeciwciała nazywa się opsonizacja, tj. przygotowanie mikroorganizmów do wychwytywania przez fagocyty. Fagocytoza opsonizowanych antygenów nazywana jest immunologiczną.
Aby scharakteryzować aktywność fagocytozy wprowadzono indeks fagocytarny. Aby to ustalić, pod mikroskopem zlicza się liczbę bakterii wchłoniętych przez jeden fagocyt. Również cieszyć się indeks opsonofagocytarny reprezentujący stosunek parametrów fagocytarnych uzyskanych dla surowicy immunologicznej i nieimmunologicznej. Indeks fagocytarny i indeks opsonofagocytowy są wykorzystywane w immunologii klinicznej do oceny stanu odporności i statusu immunologicznego.
Fagocytoza odgrywa ważną rolę w ochronie przeciwbakteryjnej, przeciwgrzybiczej i przeciwwirusowej, utrzymując odporność organizmu na obce substancje. Fagocyty działają również aktywująco i supresyjnie na limfocyty, biorą udział w resuscytacji tolerancji immunologicznej, odporności przeciwinfekcyjnej, transplantacyjnej i przeciwnowotworowej oraz niektórych form alergii (HTZ).