CHEMIE IMUNITNÍCH REAKCÍ

IMUNITA = OBRANA Rozpoznání – „vlastní“ a „cizí“ Specifičnost imunitní odpovědi Paměť – zachování specifických informací Protilátky = molekuly (glykoproteiny) - vazba na cizorodé částice Antigen = molekula obsahující antigenní determinanty

Protilátka glykoprotein z rodiny imunoglobulinů, který je schopen nekovalentním a reversibilním způsobem vázat příslušný antigen.

Antigen Jakákoliv látka, která po vniknutí do organismu jako cizorodá, stimuluje živočicha produkci specifické protilátky či více protilátek schopných specifické vazby s daným antigenem.

Specifická imunitní odpověď Kontakt s antigenem a) produkce protilátek (lymfocyty B) b) specifická imunitní odpověď zprostředkovaná buňkami (lymfocyty T) c) fagocytóza - makrofágy, granulocyty (neutrofily) 2. Nespecifická imunitní odpověď Komplementový systém

Specifická imunitní odpověď

Buňky imunitního systému Lymfocyty buňky reagující na antigenní podnět mají na povrchu receptory produkují specifické protilátky Makrofágy regulují odpovědi lymfocytů sekretují biologicky aktivní mediátory podporují nebo utlumují diferenciaci lymfocytů a jejich imunitní odpověď Histiocyty, alveolární buňky, Kupferovy buňky, osteoklasty

Antigeny a vazebná místa protilátek Epitopy (antigenní determinanty): imunologicky aktivní oblasti imunogenu, antigenu, jsou to přístupná místa na povrchu imunogenu, velikost epitopů je určena velikostí vazebného místa pro antigen (paratopu) na protilátkové molekule. Vazba protilátky s epitopem zahrnuje slabé nekovalentní interakce fungují na krátké vzdálenosti, závisí na komplementaritě epitopu a paratopu, aby se tyto interakce maximalizovaly. 15-22 AK na povrchu proteinového antigenu přichází do kontaktu s podobným počtem AK v paratopu.

Tvorba komplexu antigen protilátka

Kvantitativní precipitační reakce Nadbytek protilátky Zóna ekvivalence Nadbytek antigenu

Afinita protilátky: vazebná schopnost protilátky vázat se na povrch antigenu Sílu interakce (vazby) mezi antigenem a protilátkou vyjadřuje afinitní konstanta KA = [Ab-Ag] / [Ab].[Ag] Afinitní konstanta, tj. síla vazby, je závislá na pH, iontové síle, přítomnosti detergentů či chaotropních činidel (látky rozrušující strukturu vody – vodíkové můstky)

Vazebné síly uplatňující se při vazbě antigen protilátka 1. Elektrostatické síly Přitažlivé síly mezi opačně nabitými skupinami - aminoskupina (NH3+) lysinu, karboxylová skupina (COO-) argininu 2. Vodíkové vazby -OH, NH2, COOH

3. Hydrofobní interakce 4. Van der Waalsovy síly Mezi dvěma postranními řetězci polárních aminokyselin (valin, leucin, isoleucin) 4. Van der Waalsovy síly Slabé interakce mezi elektrony vnějších orbitů dvou makromolekul. Vznikají převážně v nepolárních molekulách, které neobsahují stálé dipóly, jejich vazby nejsou polarisované.

Imunoglobuliny Imunoglobuliny (Ig) jsou vysokomolekulární glykoproteidy, vyskytují se ve dvou podobách : jako zakotvené v plazmatické membráně B lymfocytů jako tzv. membránové nebo povrchové Ig (mIg) tvořící receptor jsou volně přítomny v krvi, lymfě i tkáňových tekutinách. Mají schopnost vázat antigen a v imunitním systému plní funkci protilátek.

Základní struktura IgG Molekula imunoglobulinu je tetramer: dva řetězce těžké (H) dva identické řetězce lehké (L) Domény – variabilní a konstantní (V a C) Řetězce obsahují disulfidické vazby Typy lehkých řetězců: a l Typy těžkých řetězců: α, γ, δ, ε a μ. Podle typu těžkého řetězce, který tvoří imunoglobulin, je rozdělujeme na pět tříd, izotypů: IgA, IgG, IgD, IgE, a IgM.

Lehké řetězce těžké řetězce spojující domény disulfidické vazby

Tvorba imunoglobulina jako odpověď na antigen První infekce – podobný průběh jako v ontogenetickém vývoji Opakovaná infekce – zapojeny paměťové buňky, rychlá intenzivní tvorba vysokoafinitních imunoglobulinů

Vazba mezi antigenem a protilátkou Je nekovalentní a podílí se na ní vodíkové můstky a iontové interakce stejně jako van der Waalsovy síly či interakce dipol-dipol Sílu interakce (vazby) mezi antigenem a protilátkou vyjadřuje afinitní konstanta KA = [Ab-Ag] / [Ab].[Ag] Afinitní konstanta, tj. síla vazby, je závislá na pH, iontové síle, přítomnosti detergentů či chaotropních činidel

KOMPLEMENTOVÝ SYSTÉM Přirozený imunitní systém, rozeznává vlastní od cizího. První reakce na setkání s mikrobem a jeho eliminace. Jedna z hlavních efektorových drah zánětu. Systém faktorů – enzymy, přítomné v krvi. Kaskádová aktivace jednotlivých komponent.

Komponenty komplementu jsou produkovány: v játrech (parenchym) makrofágy monocyty G.I. a močovým systémem neutrofily (skladují velké množství některých komponent komplementu

Dráhy se od sebe liší se způsobem aktivace klíčové složky C3 Dráhy aktivace komplementu 1. Dráha klasická - fylogeneticky nejmladší, aktivace komplexem antigen-protilátka. 2. Dráha alternativní – fylogeneticky nejstarší, aktivace povrchem patogenu. 3. Dráha lektinová (manose-binding lectin, MBL) – varianta klasické dráhy. Dráhy se od sebe liší se způsobem aktivace klíčové složky C3

Komplementový systém se skládá z 19 hlavních proteinů: Jednotlivé proteiny jsou značeny číselně s předponou C: C1 až C9 u klasické dráhy nebo Abecedně (některé složky): faktor B, D a properdin u dráhy alternativní Proteiny komplementu u dráhy lektinové se nazývají kollektiny (kolagenní oblast a lektinová oblast)

Aktivace komplementové kaskády AKTIVACE Proenzym 2 ENZYM 2 etc. (komplexem antigen-protilátka) Proenzym 1 ENZYM 1 Proenzym 2 ENZYM 2 etc.

Klasická dráha komplementu

Komplex atakující membránu C5b C5a C5 70-100 Å C9 C9 C9 C9 C9 C9 C9 C9 C9 C9 C9 C7 C8 C6

Hlavní účinky jednotlivých štěpů komponent komplementu C3a, C4a a C5a jsou anafylatoxiny (hormonům podobné peptidy) Kontrakce hladkých svalových buněk, permeabilita cévní stěny Uvolnění histaminu (žírné buňky, basofily) Histamin Uvolnění lysosomálních enzymů z granulocytů C5a chemotaxe leukocytů Migrace leukocytů do místa aktivace komplement Zvyšování zánětlivé reakce