IMMUNOLOGIA
Wykład 1
Antygen – jest bodźcem, który indukuje odpowiedź immunologiczną.
Wyróżniamy odp. immunologiczną humoralną (tworzenie przeciwciał) i komórkową (tworzenie tzw. komórek efektorowych, które najczęściej niszczą zbędne lub zakażone komórki organizmu).
Układ immunologiczny/odpornościowy składa się z następujących elementów:
1. Narządy limfatyczne, w których komórki ulegają proliferacji, zróżnicowaniu, a także odpowiadają na antygen
2. Komórki ukł. chłonnego
3. Produkty: przeciwciała
4. Układy wtórnie zaangażowane
Ad.1 Wyróżniamy narządy limfatyczne centralne i obwodowe. Narządy centralne (szpik, grasica) odgrywają decydującą rolę w proliferacji i różnicowaniu komórek immunokompetentnych – tam te komórki powstają. Narządy obwodowe to: śledziona, węzły chłonne, utkania chłonne (nie jest to właściwie narząd, tylko utkania tkanki limfatycznej występujące w całym organizmie).
Utkania chłonne są pogrupowane i określane za pomocą ogólnoświatowych skrótów (pochodzących od nazw anglojęzycznych). Wyróżnia się BALT i GALT, które razem tworzą MALT.
BALT – bronchous associated lymphoid tissue – tkanka chłonna związana z oskrzelami
GALT – gut associated lymphoid tissue – tkanka chłonna związana z jelitami
MALT – mucosa associated lymphoid tissue – tkanka chłonna związana z błonami śluzowymi
Ad. 2 Komórki ukł. immunologicznego = kom. immunologicznie kompetentne. Możemy wyróżnić kilka ich typów. Ich rola w odpowiedzi immunologicznej jest b. różna.
Rodzaje komórek immunologicznie kompetentnych
I. Najważniejsze --> limfocyty. Dzielą się na limfocyty T (od thymus – dojrzewają w grasicy) i B (od bone marrow – dojrzewają w szpiku kostnym). (Jest to uproszczony schemat!)
W organizmie jest ok. 1012 limfocytów. Występują one we krwi, we wszystkich narządach oraz w zgrupowaniach tkanki chłonnej, gdzie jest ich dużo więcej niż we krwi.
Limfocyty mają zdolność do recyrkulacji (krążenie po organizmie: np. szlakiem krew --> śledziona --> krew --> węzeł chłonny --> chłonka --> krew). Stale krążą po organizmie w poszukiwaniu patogenów.
II. Monocyty
III. Makrofagi --> kom. duże, z dużym obrębem cytoplazmy, mają właściwości żerne.
Wyróżniamy makrofagi wędrujące i osiadłe. Oba typy powstają w szpiku kostnym. Makrofagi potrafią wywędrować np. z naczynia hodowlanego.
Każdemu organowi przypisany jest określony typ makrofagów tkankowych:
mózg --> komórki mikrogleju (makrofagi osiadłe, które kontaktują się z naczyniami krwionośnymi; potrafią spełniać też ujemną rolę, gdyż czasem działają nadmiernie, powodując uszkodzenia mózgu)
płuca --> makrofagi pęcherzykowe/alweolarne (pochłaniają np. cząstki kurzu dostające się tu z wdychanym powietrzem; jeśli pyłu jest b. dużo lub jest on toksyczny, ten mechanizm obronny zaczyna szwankować, np. wdychane włókna azbestu prędzej czy później doprowadzają do azbestozy i raka płuc)
nerka --> m. nerkowe
śledziona --> m. śledzionowe
wątroba --> komórki Browicza-Kupffera (w tzw. zatokach wątroby; unieczynniają m.in. lipopolisacharydy bakteryjne docierające tu z jelit).
Dogodne źródło makrofagów --> otrzewna.
IV. Komórki dendrytyczne („hit” ostatnich lat”) --> są to b. ciekawe komórki, które pełnią rolę w sprawowaniu kontroli nad pojawianiem się odpowiedzi immunologicznej. Mogą przechodzić przez wiele faz w rozwoju i kiedyś sądzono, że każda z tych faz to w ogóle odmienny typ komórek.
W skórze --> komórki pająkowate jasne naskórka. Jeśli odbiorą informację o zagrożeniu, przemieszczają się do krwi i przybierają formę tzw. kom. welonowatych. Kom. welonowate trafiają potem do węzłów chłonnych, gdzie z kolei przybierają formę kom. dendrytycznych.
W ciągu 1 minuty u każdego z nas powstaje 10 mln komórek układu odpornościowego!
Ad. 3 Przeciwciała/immunoglobuliny
Występują we krwi, na błonach śluzowych, skórze, w chłonce, w kale (w moczu nie powinno ich być, bo w moczu normalnie nie ma białka). Są to różne typy białek, podzielone na odrębne grupy.
Ad. 4 Do układów wtórnie zaangażowanych zalicza się mediatory chemiczne. Są to różnego typu substancje, od pochodnych aminokwasów (np. histamina) przez białka (kininy, cytokiny) aż do pochodnych lipidów błony komórkowej (prostaglandyny, leukotrieny). Ważną rolę pełni tu też dopełniacz --> ok. 20 różnych białek występujących w osoczu.
Możemy wyróżnić odpowiedź immunologiczną pierwotną (przy pierwszym kontakcie z antygenem) i wtórną. Odp. pierwotna rozwija się wolno, często wiąże się po prostu z zachorowaniem. Gdy drugi raz zetkniemy się z antygenem który wywołał odpowiedź pierwotną, rozwija się odp. wtórna. Jest ona:
- b. silna, gwałtowna
- b. efektywna
i nie dopuszcza zwykle do ponownego wystąpienia choroby.
Na zasadzie wywołania odp. immunologicznej wtórnej działają szczepionki.
Reakcja immunologiczna może mieć charakter korzystny lub niekorzystny dla organizmu.
2 rodzaje zaburzeń związanych z ukł. odpornościowym:
· reakcje nadwrażliwości – niezbyt groźny antygen wywołuje zbyt silną odp. immunologiczną, która może spowodować poważne szkody w organizmie. Np. astma oskrzelowa (najczęstsza przyczyna – pyłki kwitnących roślin)
· schorzenia autoimmunologiczne --> kiedy organizm rozpoznaje własne tkanki jako obce i niszczy je.
W obrębie odp. immunologicznej wyróżniamy mechanizmy nieswoiste i swoiste.
Mechanizmy nieswoiste --> są wrodzone, działają przez całe życie w podobny sposób, nie zależą od rodzaju patogena. (Np. bariery z błon śluzowych pokrytych nabłonkiem migawkowym, niskie pH żołądka).
Mech. swoiste --> nabyte; jest to zapisana w układzie immunologicznym „historia chorób i szczepień”. Mech. swoiste są znacznie młodsze filogenetycznie.
Do najważniejszych cech układu immunologicznego należą:
· Zdolność rozpoznania antygenu (własny, cudzy). Rozpoznawanie antygenów własnych to cecha nabyta, wyuczona wcześnie w rozwoju embrionalnym.
· „Pamięć” immunologiczna --> powstają limfocyty T i B „pamięci”, które żyją b. długo i przy powtórnym kontakcie z danym antygenem rozpoznają go.
Składniki ukł. odpornościowego:
· Podstawowe znaczenie mają limfocyty T i B
· Ważne są też duże, ziarniste limfocyty – obecnie funkcjonują one pod nazwą LGL (= large granular lymphocytes) bądź NK (= natural killers)
· Makrofagi wędrujące
· Neutrofile (granulocyty obojętnochłonne) i eozynofile (g. kwasochłonne)
· Komórki pomocnicze --> uczestniczą w odpowiedzi immunologicznej tylko pośrednio. Tu należą:
- bazofile (g. zasadochłonne)
- kom. tuczne --> komórki duże, z dużymi ziarnistościami w cytoplazmie; jest ich mało we krwi, zaś dużo „siedzi” w zatokach wątroby, w drzewie oskrzelowym i w ścianach naczyń krwionośnych
- trombocyty --> nie mają jąder; mogą wydzielać cytokiny.
Układ immunologiczny kontaktuje się też z innymi komórkami organizmu. B. duże znaczenie mają fibroblasty i komórki nabłonka, bo mogą być komórkami prezentującymi antygen oraz uwalniać mediatory uruchamiające odpowiedź immunologiczną.
Są informacje, że ukł. immunologiczny jest ściśle powiązany funkcjonalnie z ukł. nerwowym i substancje będące neuroprzekaźnikami mogą wpływać na odporność, zaś komórki ukł. immunologicznego mają też receptory dla neuroprzekaźników. (To tłumaczyłoby, czemu ludzie cierpiący na depresję mają też liczne zaburzenia ukł. odpornościowego).
Funkcje limfocytów:
Limfocyty B --> odpowiedzialne za produkcję przeciwciał; pełnią jednocześnie rolę komórek prezentujących antygen.
Limfocyty T dzielimy na subpopulacje, mające różne funkcje:
Th (helper – pomocnicze) --> główna ich rola to wydzielanie cytokin.
Tc (cytotoxic – cytotoksyczne) --> działają cytotoksycznie; zabijają komórki docelowe, dosłownie „wycinając dziurę” w błonie komórkowej.
Thłonne. tdniki pokarmowe. --> reagują na wszystkie drobnoustroje, jakie mogą trafić tam z pokarmem, odpowiadają też za tolerancTs (suppressive – supresorowe) --> szczególnie ważne; rola w regulacji odpowiedzi immunologicznej (musi ona być precyzyjnie „wygaszona” po zwalczeniu zagrożenia).
Komórki NK – zabijają komórki zakażone wirusem lub nowotworowe.
Cytokiny – można je porównać do „języka komórek”. Są białkami lub glikoproteidami o m. cz. 10-20 kDa, które są uwalniane przez jedne komórki i służą innym komórkom jako molekuły sygnalizacyjne. Cytokina jest wydzielana przez jedną komórkę, wiąże się z receptorem na innej którą „instruuje” (zmieniając profil ekspresji genów). Tu należy np. wiele czynników wzrostu. Cytokiny nie działają pojedynczo, ale w całym układzie.
Centralny układ limfatyczny
Szpik kostny
--> w ontogenezie człowieka rozwija się dość wcześnie, pełni dużą rolę w powstawaniu komórek krwi i ukł. odpornościowego. U noworodków szpik krwiotwórczy i limfotwórczy (szpik „czerwony”) znajduje się w kościach długich, czaszki, mostku i w kościach miednicy. U dorosłych wewnątrz kości długich szpik krwiotwórczy zostaje zastąpiony tkanką tłuszczową – jest to tzw. szpik „biały”, niefunkcjonalny. Źródłem szpiku do przeszczepu mogą być kości miednicy lub mostka (w kościach czaszki jest go niewiele).
Budowa nasady kości długiej: beleczki kostne układają się zgodnie z liniami sił, a przestrzenie między nimi są wyścielone komórkami tzw. podścieliska.
Co wchodzi w skład podścieliska?
· fibroblasty charakterystyczne dla szpiku, inne niż np. fibroblasty skóry
· adipocyty --> przekształcone fibroblasty, mają dużo substancji tłuszczowych
· śródbłonek naczyń krwionośnych --> bo w głąb beleczek wnikają naczynia krwionośne.
W obrębie szpiku można wyróżnić przestrzenie:
- pozanaczyniową --> miejsce rozmnażania i dojrzewania komórek szpiku kostnego
- wewnątrznaczyniową.
Dopiero komórki w określonym stadium dojrzałości przeciskają się przez ściany naczyń krwiononych i są uwalniane do krwi.
Szpik kostny wydziela substancje mogące stymulować wzrost i różnicowanie komórek szpiku. Znajdują się w nim komórki o b. różnym stopniu dojrzałości. Najbardziej pierwotna w hematopoezie jest komórka macierzysta (stem cell). Komórki te są totipotencjalne, w ostatnich latach stały się „hitem” w transplantacjach.
Kom. macierzysta może się różnicować w kierunku linii mieloidalnej lub limfoidalnej.
Z linii mieloidalnej powstają:
· monocyty, które mogą się później różnicować w makrofagi
· kom. dendrytyczne
· kom. tuczne
· wszystkie granulocyty (kwasochłonne, obojętnochłonne, zasadochłonne)
· megakariocyty (z nich powstają płytki krwi poprzez fragmentację błony komórkowej – jądro pozostaje nietknięte)
· komórki prekursorowe, które potem tracą jądro i przekształcają się w dojrzałe erytrocyty.
Linia limfoidalna jest źródłem 3 rodzajów komórek (NK, limfocyty B, prekursor limfocytów T). Spośród nich w stanie dojrzałym uwalniają się ze szpiku jedynie komórki NK. Limfocyty B uwalniają się w postaci prawie dojrzałej i dojrzewają potem w węzłach chłonnych. W szpiku kostnym nie powstają dojrzałe limfocyty T, a jedynie ich prekursor, który z krwi przenoszony jest do grasicy.
Parametry krwi:
Leukocyty ogółem – 4,5-8 tys/mm3 krwi
Monocyty – 3-8% (kom. duże, z popielatą cytoplazmą i nerkowatym jądrem; gdy >10% - podejrzenie stanu zapalnego)
Limfocyty – 20-45% (>45% - podejrzenie stanu zapalnego)
Thłonne. tdniki pokarmowe. --> reagują na wszystkie drobnoustroje, jakie mogą trafić tam z pokarmem, odpowiadają też za tolerancEozynofile – 2-5% (wzrost powyżej tej ilości pośrednio może świadczyć o zakażeniu robakami, jak np. tasiemiec, glista ludzka, owsik)
Bazofile – 0,2% (wzrost ich liczby towarzyszy zwykle skłonności do alergii)
Płytki krwi – 2x104/ mm3 krwi
Grasica – u ssaków powstaje ok. 16 tygodnia życia płodowego, czyli b. wcześnie. Od początku składa się z kory i rdzenia. 2 płaty grasicy otaczają krtań.
Thłonne. tdniki pokarmowe. --> reagują na wszystkie drobnoustroje, jakie mogą trafić tam z pokarmem, odpowiadają też za tolerancGrasica powstaje z 2 listków zarodkowych: endo- i ektodermy, dlatego wyraźnie są tu reprezentowane 2 rodzaje komórek. Na przekroju przez grasicę widzimy część korową (biała, podzielona na zraziki --> torebka łącznotkankowa) i ciemniejszy rdzeń.
Podścielisko --> rusztowanie, które podtrzymuje komórki. Kom. nabłonkowe są źródłem hormonów grasicy (np. tymozyna, tymopoetyna). Jeśli występuje niedobór tych hormonów, dziecko ma silny niedobór odpowiedzi immunologicznej i zwykle umiera przed 2 rokiem życia.
W grasicy występują też tzw. ciałka Hassala oraz makrofagi i kom. dendrytyczne. Kom. nabłonkowe mają liczne rozgałęzienia i otaczają tworzące się limfocyty. Kom. nabłonkowe nazywamy często komórkami opiekuńczymi.
Kom. nabłonkowe i kom. fibroblastów pełnią w grasicy ważną funkcję, bo prezentują antygeny własne. Te limfocyty T, które rozpoznają antygeny własne, automatycznie ulegają apoptozie (są przez kom. nabłonkowe „zmuszane do samobójstwa”). W grasicy dojrzewają limfocyty T, które nie są autoreaktywne – tzn. nie rozpoznają antygenów własnych, tylko obce. Tu odbywa się więc „nauka” limfocytów.
Prekursory limfocytów T ze szpiku wedrują najpierw do cz. korowej, tam się rozmnażają i „uczą”, nastepnie przenikają do cz. rdzennej, gdzie stykają się z kom. nabłonkowymi oraz ciałkami Hassala – tu zachodzi „II etap nauki” i ostateczna eliminacja limfocytów autoreaktywnych. Do krwi uwalniane są limfocyty T już zróżnicowane funkcjonalnie.
Kształt i wielkość grasicy są cechami osobniczymi. Grasica jest największa w okresie niemowlęctwa, a w okresie dojrzewania zmniejsza się. W miarę dorastania poszczególne jej elementy są zastępowane tkanką tłuszczową, ale pozostają grudki w których przez całe życie powstają limfocyty T (choć mniej intensywnie niż w życiu płodowym i w dzieciństwie).
W grasicy (tkanka centralna) nie ma produkcji przeciwciał. Szpik kostny jest tkanką zarówno centralną jak obwodową, gdyż zachodzi tam produkcja przeciwciał.
U ptaków – torebka Fabrycjusza (bursa Fabricii) --> tkanka odpowiadająca szpikowi kostnemu. Narząd ten stanowi uchyłek kloaki, ma budowę zrazikową, w zrazikach dojrzewają limfocyty B. Można uzyskać ptaki nie mające w ogóle humoralnej odpowiedzi immunologicznej, jeśli we wczesnym okresie życia usunie się im torebkę Fabrycjusza.
W jelicie – grudki chłonne. Tzw. kępki Peyera --> reagują na wszystkie drobnoustroje, jakie mogą trafić tam z pokarmem, odpowiadają też za tolerancję na składniki pokarmowe.
Wykład 2
Obwodowy układ limfatyczny
Największy narząd obwodowego ukł. limfatycznego to śledziona. Rozwija się później niż narządy centralnego ukł. limfatycznego (jest zasiedlana przez komórki, które tam powstają). U człowieka pełni funkcję filtra krwi (funkcja immunologiczna oraz „cmentarzyska erytrocytów”). Rola immunologiczna --> śledziona jest miejscem powstawania komórek efektorowych uczestniczących w powstawaniu odpowiedzi komórkowej oraz humoralnej (komórki plazmatyczne). W śledzionie zachodzi intensywna produkcja przeciwciał.
U człowieka śledziona leży w lewym podżebrzu, ma intensywnie czerwony kolor. Jest otoczona torebką łącznotkankową, która wnika do miąższu śledziony w postaci rozgałęzionych beleczek.
W śledzionie znajdują się:
- miazga czerwona
- miazga biała.
Makroskopowo obie te części są z sobą przemieszane, można je rozróżnić dopiero pod mikroskopem.
Przekrój poprzeczny od zewnątrz: torebka łącznotkankowa, do miąższu dochodzi tętnica śledzionowa, która rozgałęzia się w tętnice beleczkowe, one dalej w t. środkowe a te w t. pędzelkowate.
Naczynia krwionośne tworzą rusztowanie śledziony. Miąższ zbudowany jest z gęstej sieci fibroblastów. Są tam też makrofagi i dużo komórek dendrytycznych oraz limfocyty T i ...
morcys1