Immunologia- Reakcje Antygen- Przeciwciało

[miracidium]

Reakcje antygen-przeciwciało
 są wykorzystywane w diagnostyce chorób zapalnych, toksyn, leków. Pozwalaja wykryć nie tylko obecność tych związków, ale także ich ilość. Te reakcje in vitro zachodzą pod postacią precypitacji lub aglutynacji.
• Precypitacja – w reakcji bierze udział antygen rozpuszczalny
 zachodzi w żelu. W każdym teście biorą udział antygen i przeciwciało. Aby znaleźć jedno musimy znać drugie.
 gdy jest przeciwciało dochodzi do połączenia. Kompleks A-P tworzy łuk precypitacyjny
• Aglutynacja – reakcja antygen-przeciwciało, uczestniczy w niej antygen komórkowy. Jeżeli mamy przeciwciało charakterystyczne dla antygenu komórkowego to wytrącają się kompleksy A-P w postaci aglutynatu.
Aby zaszła taka reakcja musi być odpowiedni stosunek A/P, temperatura, czas, środowisko i pH
Chemaglutynacja – kiedy antygenem komórkowym jest czerwona krwinka. Testujemy surowce na przeciwciała przeciwko krwinkom czerwonym
Miano przeciwciał w surowicy = miano surowicy  największe rozcieńczenie surowicy w której zachodzi jeszcze aglutunacja.
 dzięki mianu możemy określić czy zakażenie jest aktualne czy nie
 do każdego rozcieńczania dodajemy taką samą ilość krwinek czerwonych
Główny kompleks Ag zgodności tkankowej – MHC
U człowieka zwany HLA. Należą do niego antygeny zgodności tkankowej transplantacyjne (kodowane przez geny zgodności tkankowej – w ramieniu krótkim 6-go chromosomu)
Funkcje:
MHC I – geny kodujące antygeny transplantacyjne
MHC II – geny związane z odpowiedzią immunologiczną (prezentacja antygeny przez APC komórkom Th odbywa się właśnie przy udziale MHC II)
MHC III – geny kodujące składniki dopełniacza C2 i C4 oraz TNF
Rozmieszczenie białek kodowanych przez MHC I i MHC II jest różne w poszczególnych komórkach organizmu:
MHC I – prawie wszystkie komórki somatyczne (wyj.erytrocyty) Są to Ag transplantacyjne charakterystyczne dla danego osobnika, decydują o odrzucaniu przeszczepu.
MHC II – komórki układu odpornoiściowego (limf B,T, makrofagi, kom.dendrytyczne, kom.nabłonkowe grasicy.

MALT – system odpornościowy związany ze śluzówkami. Tkankę limfatyczną układy MALT stanowią limfocyty B, T, kom.fagocytarne, plazmatyczne uwalniające IgA.
Gdy celem szczepienia jest uzyskanie lokalnej syntezy IgA konieczne jest podawanie Ag drogą doustną, jako najłatwiejszą umożliwiającą kontakt z kom.systemu GALT. Dzięki migracji kom. w systemie MALT jest swoista odpowiedź immunologiczna na wszystkich śluzówkach. Podanie podskórne nie ma działania protekcyjnego i stymuluje synteze IgG co przy kontakcie Ag ze śluzówkami prowadzi do nasilonych objawów w skutek dołączenia się komponenty alergicznej. Powierzchnia błon śluzowych jest miejscem pierwszego kontaktu z dużą ilością Ag-ów. MALT odgrywa szczególną rolę w ochronie organizmu przed infekcjami i zabezpiecza przed nadmierną immunizacją obcumi Ag-ami.

Limfocyty B
jest to populacja grasiczoniezależna, dojrzewają w szpiku, są prekursorami plazmocytów produkujących przeciwciała. Grają główną rolę w odpowiedzi typu humoralnego. Każdy limf.B rozpoznaje swoiście tylko jedną determinantę antygenową.
Na ich powierzchni znajdują się:
 Ig powierzchniowe – IgM, IgD stale, IgG i IgA po pobudzeniu
 CD19 – marker limfocytów B
 MHCII
 receptor dla fragmentu Fc kompleksu Ag - p-ciało
 receptor dla fragmentu C3 dopełniacza
Limfocyty T
 limf.T dojrzewają w grasicy = uzyskiwanie immunokompetencji czyli zdolności do rozpoznawania obcych antygenów ale nie własnych
 dojrzewanie limf.T zaczyna się już w życiu płodowym, kończy się niedługo po porodzie. U ludzi dorosłych grasica ulega zanikowi
 dojrzewanie polega na eliminowaniu limf. rozpoznających własne antygeny
 marker CD3

CD4, CD8  czynniki zróżnicowania, one charakteryzują limfocyt
Limfocyty CD8+:
Tc – cytotoksyczne – niszczenie komórek, odrzucanie przeszczepów
Ts – supresyjne – wyhamowujące odp. immunologiczną
Limfocyty CD4+ (Th) w zależności od typu reakcji dzielimy na:
-Th1  odp.immunolog. cytotoksyczn – prod.IL-2, INF-gamma
-Th2  udział w odp. humoralnej – prod.IL-4,5,6
-TNTP  nadwrażliwości typu późnego
-Tcs  kontrasupresyjny
-Tm  pamięci
Limfocyty w zależności od rodzaju receptora antygenu dzielimy na
-limfocyty TCR1
-limfocyty TCR2
TCR 1
-znajduje się w śluzówce
-rozpoznaje antygeny polisacharydowi (nie białkowe )
-funkcja cytotoksyczna
-nie mają MHC – rozpoznają niezależnie
-stoją na straży odp. nieswoistej
-zdolności regulacyjne – pojawiają się w miejscu zakażeń
-jako pierwsze wydzielają cytokiny
-działanie autoagresyjne
-alarmujące (2% we krwi,10%w miejscach odpowiedzi )
TCR2  CD8+
 CD4+
Dojrzewanie limf.T zachodzi w grasicy I polega na tym że na ich powierzchni pojawiają się charakterystyczne receptory i limf T uczą się rozpoznawać własne MHC (wzorzec do rozpoznawania stanowią komórki nabłonkowe grasicy które na swej powierzchni maja MHC I i MHC II.
Etapy:
1. Selekcja – polega na sprawdzeniu dokładności kodu (eliminacja kom. nieprawidłowych)
2. Selekcja pozytywna (kora) – pozostają tylko te rozpoznające własne Ag MHC 1 i 2
3. Selekcja negatywna (rdzeń) – te limf T, które rozpoznają własne Ag i silnie łączą się z MHC – giną. (zbyt duże powinowadztwo do własnych MHC oznacza zdolność do odp. na Ag własne ustoju). Małe powinowadztwo do MHC jest konieczne do rozpoznawania asocjatywnego.
Ostatecznie grasicę opuszcza 1% limf T które do niej weszły.
Komórki NK – naturalni zabójcy
-są to komórki odpowiedzi ADCC – cytotoksyczności komórkowej zależnej od przeciwciał
ROZPOZNANIE PRZEZ KOM. NK
1.kom.docelowa (zakażona ) na pow ma antygen do tego antygenu może przyłączyć się przeciwciało
2.tworzą one kompleks immunologiczny A-P na nośniku
3.komórka NK reaguje na ten kompleks A-P ma receptor dla fragmentu Fc
4.opłaszcza ten kompleks tworząc mikrośrodowisko
5.wyrzuca do przestrzeni cytotoksyczne ziarnistości
6.cytotoksyczne ziarnistości są produkowane w kom.NK i występują w jej wnętrzu w postaci monomerów
7.monomery polimeryzują w poprzek błony tworząc w niej otwór
8.on warunkuje swobodny przepływ jonów
Monomer to tzw. perforynatworzy kanał perforynowypowoduje reakcje kaparowa
Sygnały docierają do jądra kom. docelowej, aktywują DNAzęśmierć kom. samobójstwo

aktywacja błonowa jej własnych enzymów w taki sposób aby została zaaktywowana jej DNAza
jest to mech. receptorowy (bez udziału kanału)

Interleukiny
Funkcjonują jako przekaźniki informacji.Ich działanie przypomina działanie hormonów, mają strukturę glikoprotein.
IL-1 Produkowane przez: APC (makrofagi, kom. dendrytyczne ), rzadziej limf.B i T, granulocyty.
Działanie: -pobudzenie proliferacji limf.T
-produkcja IL-2 przez T
-produkcja IL-6 przez kom. nabłonkowe i fibroblasty
-produkcja białek ostrej fazy przez wątrobę
-funkcjonuje jako endogenny pirogen (gorączka )
IL-2 Produkowane przez aktywne limf.T
Działanieobudzenie wzrostu limf.T(tj. czynnik wzrostu limf.T=TCGF=T cell growth factor)
-pobudza syntezę IL-2(samej siebie) i receptorów na IL-2
-warunkuje różnicowanie limf.T do Tc
-pobudza synt.INF
-zwiększa cytotoksyczność natural killer (NK)
IL-3 Produkowana przez aktywne limf.T
działanieobudza dojrzewanie kom. szpiku
-pobudza wzrost makrofagów
IL-4 Produkowana przez aktywne limf.B
Działanie:-czynnik wzrostu limf.B
-wzmacnia przyleganie limf.B do Th
IL-5 Produkowane przez aktywne limf.T
Działanie:-czynnik różnicowania limf.B
IL-6 Produkowana przez fibroblasty, monocyty, kom.nabłonka
Działanie:-odpowiada za różnicowanie Tc i B
-pobudza syntezę białek ostrej fazy przez wątrobę
-pobudza tworzenie receptorów na interleukinę (przez co zwiększa liczbę kom. efektorowych w miejscu reakcji)

Inne mediatory nie zaliczane do interleukin
TNF – TUMOR NECROSIS FACTOR
Inne nazwy:kachektyna,limfotoksyna (LT)
Produkowany przez monocyty,limfocyty
Działanie:-cytotoksyczne i cytostatyczne na kom. nowotworowe
=aktywacja neutrofilów i NK
-podudzenie proliferacji i różnicowania limf.B
-indukcja syntezy Il 1 przez APC
-zwiększenie ekspresji MHC II na pow. nabłonków i fibroblastów
IFN – INTERFERON
Produkowany przez T uczulone, NK
Działanie:-cytotoksyczne i cytostatyczne
-hamuje replikację i translację wirusa
-aktywuje makrofagi,Tc i Nk
-zwiększa ekspresję MHC II na pow. monocytów, limf.T a także ekspresję MHC ukrytych przez komórki mogą być rozpoznawane jako obce
TGF beta – TRANSFORMING GROWTH FACTOR beta
Produkowany przez monocyty,limfocyty, płytki krwi, fibroblasty komórki zmienione wirusowo
Działanie:-indukuje w kom. normalnych zmiany fenotypowe komórek zmienionych nowotworowo
-indukuje produkcję IL1 i TNF przez monocyty
-hamuje proliferację limf.B i T

Odpowiedź immunologiczna
1.Odpowiedź humoralna – jest wytwarzana na drobnoustroje żyjące pozakomókowo: bakterie, pasożyty(robaki) reakcja anafilaktyczna
2.Odpowiedź komórkowa – głównie na antygeny 4 typu alergii, patogenny oportunistyczne
3.Swoista odpowiedź cytotoksyczna: wirusy i komórki zmutowane
Odrzucanie przeszczepów polega na wywołaniu tych wszystkich reakcji na raz

ODP HUMORALNA
Kom. wiodąca w odp typu humoralnego jest limf B który ulega przemianie w plazmocyt produkujący przeciwciała
Fazy odp humoralnej:
- indukcja – rozpoznanie i przygotowanie Ag przez APC
- prezentacja Ag limf T pomocniczym (Th)
- faza centralna – powstanie kom. efektorowych/ Tkat, Bakt, B memo i wytwarzanie p/ciał
- faza wykonawcza – reakcja wytworzonych p/ciał z Ag

indukcja
Prezentacja antygenu
Sposób rozpoznawania Ag jest odmienny w przypadku limf B a T
Limf B – rozpoznaje Ag bezpośrednio za pomocą zakotwiczonych immunoglobulin
Limf T – nie ma zdolniości bezpośredniego rozpoznawania Ag, antygen w kontekście MHC II na powierzchni APC, osobne receptory dla MHC II i dla Ag (a), lub receptor dla obu komponent (B)
APC – Antygen Presenting Cell = kom. przentująca antygen
Działanie APC:
funkcje APC pełnić mogą:
- marofagi (te o niewielkiej zdolności fagocytozy)
- kom Langerhansa
- kom. dendrytyczne
- niekt. Limf B

faza centralna
Aktywacja limf T
Przyleganie APC i TH zalezy od:
- związania ze sobą kilku receptorów (tworzą one zgrupowania)
- związania rec CD2 (Th) z LFA3 (APC)
- rec. CD4 (Th) stabilizuje przylegające Th i APC
Przyleganie jest równocześnie do aktywacji limf T. Transdukcja wewnętrza limf T odbywa się dzięki przekaźników typu DAG i IP3. Dochodzi do proliferacji limf T.... przez nie interleukin (typ II)
Aktywacja limf B
Sygnał do aktywacji: związanie Ag przez Ig na powierzchni. UWAGA, do aktywacji konieczne są limfokininy (IL) produkowane przez limf Th łączą się z B przez mostek antygenowy lub przez..... Dzięki temu działanie wydzielanych przez Th interleukin jest ..... Uwaga: za proliferację i różnicowanie limf B odpowiadają głównie ...... wytwarzając BCGF i BCDF (rysunek)
UWAGA: ostatnio wykazano że klasa produkowanych p/ciał zależy.... interleukin i tak:
- IL4 – indukuje wytworzenie IgE
- IL5 – Iga
- IL4 – IL5 => IgM
- IL4, Il5, IL6 – IgG



Faza wykonawcza
Obejmuje reakcję antygen – p/ciało ze wszystkimi skutkami
UWAGA: rozróżniamy dwa typy odp. Immunologicznej:
- odp pierwotna
w jej toku powstają:
- plazmocyty, odp za prod. p/ciał, gł. IgM/ one pojawiaja się pierwsze i w szybkim tempie osiągają wysoki poziom
- B i T Memory – kom pamięci
mają swoistości ale nie biorą udziału w przebiegającej odpowiedzi
- czas życia kom. pamięci moze dochodzić do dziesięciu lat (odporność na niektóre choroby trwa czasami nawet całe życie)
- odp. Wtórna
Po raz drugi ustrój reaguje na Ag szybciej i skuteczniej, główną rolę odgrywają tu IgG (pojawiają sie szybko i w dużej ilości)
UWAGA: odpowiedź wtórna może mieć charakter mieszany:
- część plazmocytów powstaje z B memory (prod IgG)
- część kom. rozpoznaje Ag po raz pierwszy (stąd po szybkim .... IgG z odp wtórnej pojawiają się IgM jako odpowiedź pierwotna
Uwaga: schemat odp. Humoralnej – str 17
Rola poszczególnych interleukin – str 10


ODPOWIEDŹ KOMÓRKOWA
W fazie efektorowej uczestniczą limf T. ten typ odpowiedzi.... dwa rodzaje reakcji:
- nadwrażliwośc typu póxnego (DTH – delayed type hypersesitive)
- reakcje z udziałem limf. Cytotoksycznych Tc

NADWRAŻLIWOŚĆ TYPU PÓŻNEGO:
Przykłady reakcji:
- odczyn tuberkulinowy
- nadwrażliwość kontaktowa
- reakcja Jones-Mote’a (nadwrazliwość skórna z udziałem bazofili. Komórki efektorowe w nadwrażliwości to gł. Neutrofile i makrofagi. Mechanizm – str 30, reakcje alergiczne, typ IV

REAKCJE Z UDZIAŁEM Tc
Przykłady reakcji:
- zwalczanie zakażeń wirusowych
- odrzucanie przesczepu

fazy:
1. prezentacja Ag przez APC – aktywacja Th1 – produkcja IL2... do aktywacji i proliferacji Tc (gdy brak IL2 do aktywacji.... jedynie w sporadycznych przypadkach)
2. aktywacja Tc – poprzez rozpoznanie Ag w kontekście MHC I na powierzchni kom. wirusowo lub nowotworowo zmiennej (do własnych .... komórki dołączają się Ag kodowane przez genom wirusa) Rozpoznawanie asocjatywne jest w tym przypadku konieczne, bo gdyby Tc .... wolne Ag, to ich receptory uległoby zablokowaniu i w ten sposób nigdy nie odnalazłoby komórki z której uwalnia się wirus





3. cytotoksyczne uszkodzenie zmienionej komórki:
a. połaczenie Tc i kom. zmienionej (za pomocą CD3)
b. programowanie lizy:
i. aparat golgiegolimf. Tc przemieszcza sie w sąsiedztwie styku obu komórek, dochodzi do uwolnienia substancji toksycznych – etserazy serynowe, protoglikany, perf.... (inna nazwa : cytolizyna – wytwarza pory w bł. Komórkowej, prowadzi do utraty półprzepuszczalności i .....
ii. sam fakt związania się kom. zakażonej z Tc prowadzi do zablokowania pompy jonowej i utraty półprzepuszczalności
c. liza (Tc może się juz odłaczyć) Tc sam nie ulega uszkodzeniu bo uwolnienie substancji jest ukierunkowane, a na powierzchni budują sie polipeptydy neutralizujace te substancje.
Mechanizm swoistej odp. cytotoksycznej
ALERGIA TYPU 4
alergia typu 4 –alergia bez udzialu przeciwciał (mech. kom.)wystepuje gdy patogen np. bakteria po wniknieciu do kom. APC nie jest przez nią zabijany patogeny oportunistyczne
Do tego typu alergii zaliczamy
- gruźlica, trąd, listerioza.
Za te alergie odpowiadają limfocyty Th1 a kom. APC jest zainfekowany makrofag
Makrofagi (w środku namnażają się np. prątki gruźlicy)makrofagi nie mogą się uporać z ciągłą namnażającą się populacją prątkówmakrofagi łączą się ze sobą i tworzą się struktury wielojądrowe kom.powstają w miejscu zakażeniawyrzucają swoją zawartośćto wzmaga zakażenienastępuje miejscowa martwica tkanki własnejmakrofagi oddzielają martwe tkanki od zdrowych błoną wlókinstą i Ca2+
Kom. zakażone prezentowane na MHC II efektem prezentacji nie jest jednak przekazywanie informacji ani sygnału limf. Th1 przekształca się w kom. efektorową nadwrazliwosci typu późnegowydziela szereg cytokin

CZYNNIKI STYMULUJĄCE KOM. EFEKTOROWĄ:
IFN gamma pod wływem rozpoznania wydzielany jest przez ThNTPjest to cytokina silnie wpływająca na cytotoksyczną makrofagów
Nie jest to proste wydzielanie cytokin lecz ukierunkowane
1. ominiecie odp. pierwotnejtak organizm może sobie poradzic z gruźlicą
2. nadwrazliwosc kontaktowanadwrazliwosc na hapten(na elementy już utworzone)
3. nadwrazliwosc typu późnego wywołuje takie zmianywew. kom.wystepuje serowata martwica na zew. na...[][][][][] limfocytów typu późnego
4. mech. cytotoksyczności cytokomórkowej TCD8+ zachodzi ona na wszystkick kom. zakażonych wirusem lub zmutowanych nowotworowo
TC CD8+
1. rozpoznaje antygen w kontekscie MHC1, antygen namnażany w kom. własnej przyłączony zostaje w RE.następuje bład w jadrze(jadrowy uklad DNA, błedna inf. mutacja) taka informacja wedruje przez pory jadrowe do RER. tu łaczy się z NHCI
2. kolejnym sygnałem do aktywacji na kom prezentującej jest wytworzenie czynników przylegania, kom. prezentująca wytwarza strukture B7( CD80/CD86)
3. ten sygnał pojawia się gdy struktura przyjęta jak obcy antygen jest zbudowana z kompletnie obcych fragmentów
4. istotna molekuła w każdej prezentacji jest czynnik B7; dla przeprowadzenia tej reakcji czynnikiem kompatybilnej jest czynnik CD28 limfocytaon odbiera informacje ze antygen jest obcy
Sygnałuaktywnia go na cytokiny uwrazliwienie(CD28)umozliwia wytworzenie receptorow wrazliwych na cytokinybrak prezentacjipotrzebna przy pierwszym kontakcie z antygenem
Kom. cytotoksycznej pamiecizaaktywuja się na jakiejkolwiek kom. zakazonej, nie ma potrzeby powtornej prezentacjikom. która odbiera sygnal musi być kom. pamieci bo ma receptory dla cytokin, wychwytuje cytokinynamnazaja się i powoduja lize kom.

MECHANIZM LIZY
1. Komórka cyt. ma monomery perforyny, które polimeryzują w poprzek błony, tworzy się kanał przez który wniknie szereg elementów trawiących, zachodzi trawienie wewnętrzne
2. Komórka wydzieli enzym który uaktywni cytotoksyczne struktury granzymów – enzymy trawiące białka powodują aktywację kaspaz aktywacji ulega także DNAza
3. Czynniki receptorowe interferon gamma jest to czynnik przeciwzakaźny – hamuje replikację virusa – wówczas komórka sąsiednia nie ulega zakażeniu przez virus polega to na wzmożeniu indukcji MHC I
4. Cytokiny cytostatyczne – błonowa reakcja która reaktywuje enzymy wewnętrzne komórki aktywacja DNAzy – apoptoza komórki zakażonej
REAKCJA CYTOTOKSYCZNA

1.Rozpoznanie na komórce przezentującej w kontekscie MHC II antygenu za pomocą receptory zgoda na rozpoznanie molekula B7 przy pierwszym kontacie
Każdy następny bo są już komórki pamięci efekt komórkowy proliferacja limfocyta T one produkują IL2 receptory na IL jeśli jest zgoda na rozmnażanie = proliferacja
 limfocyt autostymuluje się: dzieli się i różnicuje
1.Przylgnięcie
2.Rozpoznanie
3.Zniszczenie(perforyna opanzyny, mech. receptora) (eliminacja)
4.Oderwanie od komórki
Limfocyt nie ginie tylko szuka następnej komórki.
Regulacja cytotoksyczności:
- Ts blokuje współdziałanie Th i Tc
- kom. VETO wiążą i unieczynniają Tc
- duże stężenie cAMP zapobiega lizie (czynniki zwiększające stęż.cAMP to PGE1 i PGE2)