Úvod do imunologie Martin Liška

Imunitní systém a jeho význam pro homeostázu organismu Imunitní systém = souhrn nespecifických a specifických mechanismů, jež chrání organismus před poškozením infekčními činiteli z vnějšího prostředí a zajišťuje dohled nad vlastními strukturami ve smyslu eliminace poškozených a přestárlých buněk Cílem je udržení homeostázy a integrity organismu

Mechanismy imunitního systému a jejich spolupráce 1/ Nespecifická imunita vrozená, nevytváří se v reakci na expozici infekčním činitelům odpověď uniformní, rychlá, nevytváří se imunologická paměť bariéry (sliznice, kůže) fagocytární buňky (mikrofágy, makrofágy) proteiny akutní fáze (CRP) komplementový systém

Mechanismy imunitního systému a jejich spolupráce 2/ Specifická imunita adaptivní systém, vyvíjí se v odpovědi na expozici infekčním činitelům imunitní odpověď není vrozená, imunologická paměť lymfocyty B a T, imunoglobuliny

Složky imunitního systému 1/ Buňky a/ nespecifická imunita neutrofily, eosinofily, bazofily makrofágy přirození zabíječi (NK-bb.) b/ specifická imunita - lymfocyty

Složky imunitního systému 2/ Orgány játra, kůže ad. primární lymfoidní orgány - kostní dřeň, thymus - sekundární lymfoidní orgány - slezina, lymfatické uzliny, slizniční lymfatický systém (MALT)

Složky imunitního systému 3/ Látky Komplementový systém Cytokiny – molekuly zprostředkující komunikaci v rámci imunitního systému (např.IFN, IL, růstové faktory) Proteiny akutní fáze (CRP, MBL) Hormony (imunostimulační/imunosupresivní účinek) Imunoglobuliny

Slizniční a kožní imunitní systém 1/ Sliznice intaktní povrch, clearance povrchů (řasinky, sliny, slzy, moč) lysozym IgA lymfatický systém v submukóze (MALT) makrofágy (dendritické bb.)

Slizniční a kožní imunitní systém 2/ Kůže intaktní povrch lipidová bariéra (ekzém) imunitní buňky v kůži (např.Langerhansovy bb.)

Nespecifické imunitní mechanismy 1/ Bariérové viz předchozí (kůže, sliznice) sekrety (mastné kys., HCl, lysozym) 2/ Různé fyziologické mechanismy tělesná teplota hormony

Nespecifické imunitní mechanismy 3/ Fagocytóza proces, při němž jsou určité látky nebo buňky pohlceny a zneškodněny specializovanými buňkami neutrofily, makrofágy (monocyty, tkáňové makrofágy)

Neutrofily Nejpočetnější populace leukocytů (cca 70%) Granulocyty Při barvení H&E se barví šedorůžově Laločnaté jádro s 2-5 laloky, granula v cytoplazmě Podílí se na obraně proti extracelulárním mikrobům

Neutrofily Poločas v cirkulaci cca 12 hod. Při aktivaci marginace (pohybují se blíže cévní stěně) → rolling (selektiny) → adheze na endotel (integriny) → diapedéza (integriny) → chemotaxe (pohyb do místa zánětu po koncentračním spádu látek jako IL-8, IFN-g, C5a) → vazba na cizorodou částici

Neutrofily - fagocytóza Interakce s některými molekulami na povrchu mikrobů (PAMPs, lektinové interakce, vazba TLR na některé povrchové struktury mikroorganismů) Opsonizace (= usnadnění vazby fagocytů na mikroba) – pomoc Ig, složek komplementu, CRP, MBL

Neutrofily - fagocytóza Obklopení mikroorganismu → vytvoření měchýřku (fagozom) → splynutí s lysozomem → fagolysozom Tvorba fagozomu je závislá na činnosti kontraktilních proteinů

Neutrofily – intracelulární destrukce mikroorganismů 1/ Systémy nezávislé na kyslíku látky obsažené v granulích myeloperoxidáza, lysozym, alkalická fosfatáza, laktoferin → hydrolýza buněčné stěny mikroorganismů defenziny → tvorba kanálů v membráně mikrobů

Neutrofily – intracelulární destrukce mikroorganismů 2/ Systémy závislé na kyslíku Oxidační vzplanutí Systém NADPH oxidázy → tvorba reaktivních kyslíkových radikálů (peroxid vodíku, superoxidový anion, singletový kyslík, hydroxylové radikály Při poruše tohoto systému u CGD

Neutrofily – intracelulární destrukce mikroorganismů 2/ Systémy závislé na kyslíku Myeloperoxidáza v přítomnosti toxických metabolitů kyslíku katalyzuje peroxidaci povrchových molekul mikroorganismů

Makrofágy Intracelulární destrukce mikroorganismů hlavně pomocí NO syntázy (systém stimulován IFN-g a TNF) Produkce řady látek: lysozym, některé složky komplementu, metabolity kyslíku (H2O2, NO), regulátory funkce buněk (IL-1, IFN-a), metabolity kys.arachidonové, endogenní pyrogeny

Přirození zabíječi (NK cells) Podskupina granulárních lymfocytů odlišných od T- i B-lymfocytů Působí cytotoxicky na nádorové buňky a virem infikované buňky těla Hrají roli v obraně proti některým bakteriálním, mykotickým a parazitárním onemocněním Účastní se v reakcích na protilátkách závislé buňkami zprostředkované cytotoxicity (ADCC) Nejsou MHC restringované (= NK-bb.nemusí rozpoznávat MHC molekuly na cílové buňce)

Přirození zabíječi Po kontaktu s cílovou buňkou ji NK-bb. zabíjejí pomocí perforinů (tvorba kanálů, abnormální tok iontů, depolarizace, průsak metabolitů, destrukce buňky) NK-bb.jsou proti účinku perforinů chráněny díky proteinu v jejich buněčné membráně (protektin)

Interferony Proteiny, které indukují protivirovou aktivitu buněk Rozeznáváme 2 typy: a/ typ I: IFN-a (makrofágy a další buňky) IFN-b (fibroblasty) b/ typ II: IFN-g (T-lymfocyty)

Funkce interferonů Indukují v buňkách produkci enzymů s protivirovým účinkem (proteinkinázy, oligonukleotidpolymerázy - interference s translací virové mRNA) Zvyšují aktivitu T-lymfocytů Aktivace makrofágů Zvyšují cytotoxickou aktivitu NK-bb.

Specifické imunitní mechanismy 1/ Humorální tvorba protilátek (Ig) – lymfocyty B (resp.plazmatické bb.) u většiny antigenů nutná spolupráce s pomocnými T-lymfocyty 2/ Buněčné vznik antigen-specifických T-lymfocytů (pomocných, cytotoxických) předpokladem je prezentace antigenu

Specifické imunitní mechanismy Protilátky → neutralizace a opsonizace (fungují jako specifický „adaptér“) mikrobů, aktivace komplementu T-lymfocyty → působí cytotoxicky na mikroorganismy, napomáhají tvorbě protilátek, aktivují makrofágy, cytokiny řídí další buňky

Nespecifické/specifické imunitní mechanismy Nespecifický imunitní systém: rychlá reakce x méně účinná, méně cílená Specifický imunitní systém: reakce s pomalejším nástupem x účinnější, lépe zacílená, schopnost imunitní paměti Oba systémy spolupracují (vznik IK aktivuje komplement, cytokiny přitahují do místa reakce další buňky, prezentace antigenu)