BEVEZETÉS AZ IMMUNOLÓGIÁBA AZ IMMUNRENDSZER SEJTJEI ÉS SZERVEI BURIÁN KATALIN, 2018
Az immunitás latin eredetű, jelentése: védelem Szűkebb értelemben védelem a betegségek ellen. A különböző sejtek és molekulák, amelyek részt vesznek a szervezet védelmében, az immunrendszert alkotják, az általuk az idegen anyagokra kialakított válasz az immunválasz.
IMMUNRENDSZER ANGYAL VAGY ÖRDÖG? Mikroorganizmusok Autoimmunitás Tumor sejtek Allergia
AZ IMMUNVÁLASZ Korai: természetes/veleszületett immunválasz Kései: szerzett/ adaptív immunválasz
A VELESZÜLETETT ÉS A SZERZETT IMMUNVÁLASZ ELEMEI Veleszületett/Természetes Szerzett/Adaptív Complement Phagocyta sejtek NK sejtek Természetes lymphocyták (ILC) Antitestek Lymphocyták BCR TCR CR Cytokinek és receptorai
I. A TERMÉSZETES IMMUNITÁS A természetes immunitás a korai védelmet biztosítja a mikroorganizmusok ellen A természetes immunitás fő alkotói Fizikai és kémiai barrierek, mint pl. az epithel sejtek és az általuk termelt kémiai anyagok Phagocyta sejtek (neutrophil, macrophag), dendritikus sejtek, természetes ölő sejtek (NK), természetes lymphocyták (ILC) a vérben előforduló proteinek; a komplement rendszer tagjai valamint az egyéb gyulladásos fehérjék a koordinációs szerepet betöltő cytokinek A természetes immunitás elemei a mikroorganizmusok nagyobb egységeire jellemző molekulákat (PAMP!) ismernek fel, nem képesek finomabb különbséget tenni a pathogének között!
II. AZ ADAPTÍV IMMUNVÁLASZ FŐ SAJÁTSÁGAI Specifikusság Diverzitás Memória Klonális expanzió Specializáció Kontrakció és homeosztázis Tolerancia
Az adaptív immunválasz fajtái -humorális -celluláris
A TERMÉSZETES ÉS SZERZETT IMMUNITÁS
AZ ELSŐDLEGES ÉS MÁSODLAGOS IMMUNVÁLASZ
Niels Jerne in 1955. Macfarlane Burnet in 1957. A KLÓNSZELEKCIÓ ELVE A hipotézis szerint az antigénre specifikus lymphocyta klónok az antigénnel való találkozás előtt kialakulnak, függetlenül az antigénektől. Minden lymphocyta csak egy adott epitóp felismerésére képes receptort hordoz (specifikus). A sejtklónok száma azonos a természetben előforduló antigénekével.
A KLÓNSZELEKCIÓ ELVE
AZ IMMUNVÁLASZ JELLEGZETESSÉGEI veleszületett szerzett antigénspecifitás nem igen erősítés lineáris exponenciális immunmemória nincs van antigénnel való kölcsönhatás random szelektív védelem nem vihető át B és T sejtekkel átvihető latencia nincs van
AKTÍV ÉS PASSZÍV IMMUNITÁS Aktív immunitás természetes: különböző fertőzések mesterséges: védőoltások Passzív immunitás természetes: anyai immunglobulinok mesterséges: kész ellenanyag (homológ, heterológ) bevitele pl. súlyos betegségek megelőzésére pl. tetanus, kígyómarás
Haemopoesis
NATURAL KILLER (NK) SEJTEK Lyymphoid eredetűek Citoplazmájukban granulumok (Large Granular Lymphocyte) Az NK sejtek legfőbb jellegzetessége, hogy MHC korlátozás nélkül ismeri fel és megöli a tumoros vagy vírussal fertőzött sejteket. Érzékeli a sejtek felszínén az MHC hiányát, ami az NK sejtek aktiválásához vezet
NEUTROPHIL GRANULOCYTÁK Neutrophil sejtek (polymorphonuclearis leukocyták), legnagyobb számban találhatók a vérben (35-70%). Gömb alakúak, 12-15 μm nagyok, a magjuk szegmentált (3-5 összekapcsolódott lobulus). A granulumokban lysosomális enzimek, antimikrobiális anyagok pl. defenzinek, cathelicidinek vannak. A neutrophil sejtek a csontvelőben termelődnek. Egy felnőtt emberben naponta 1 10 11 neutrophil termelődik, ezt követően cirkulálnak 6 órán át. Neutrophil sejtek a fertőzést követő néhány órán belül már megjelennek. Ha nem kerülnek gyulladásos területre, elpusztulnak és a macrophagok eltakarítják őket. Fő feladatuk a pathogének bekebelezése, elpusztítása oxigén dependens, independens mechanizmusok segítségével.
MONOCYTÁK-MACROPHAGOK A vérben monocyták 10-15 μm, bab alakú mag, enyhén granulált cytoplasma Két típus Az igyulladásos típus a gyulladás során azonnal a helyszínre érkezik A másik csoportba a szöveti macrophagok A szöveti macrophagok típusai az idegrendszerben: microgliák májban: Kupffer sejtek tüdőben: alveolaris macrophagok csontban: osteoclastok kötőszövetben: hystiocyták
A MACROPHAGOK SZEREPE Legfontosabb feladata a mikrobák bekebelezése és elpusztítása (oxigénfüggő, oxigén független). A macrophagok részt vesznek a steril szöveti sérülés után az elpusztult sejtek eltakarításában. Bekebelezik a gyulladás helyszínére érkező majd elpusztuló neutrophil granulocytákat. Az aktivált macrophagok gyulladásos fehérjéket, cytokineket választanak ki. A macrophagok hivatásos antigén prezentáló sejtként antigéneket mutatnak be a T lymphocyták számára. Serkentik a sérült szövetek regenerációját. Tumor ellenes aktivitást mutatnak.
HÍZÓSEJTEK A csontvelőből származó, a bőrben és a mucosális hám felszíneken előforduló, cytoplasmatikus granulumokat (hisztamin) tartalmazó sejtek. Normális körülmények között nincsenek jelen a keringésben, állandóan jelen vannak viszont az egészséges szövetekben a kis erek és az idegek mentén. A hízósejtek felszínén ellenanyag receptorok találhatók a megfelelő ellenanyaggal borítva. Ha az ellenanyaghoz antigén kötődik, a a granulumok tartalma az extracelluláris térbe ürül. A granulumokból felszabaduló cytokinek és hisztamin gyulladást indukálnak és hatással vannak a vérkeringésre. A hízósejtek védelmet biztosítanak a féreg fertőzések során, és felelősek az allergiás betegségek tüneteiért.
BASOPHIL GRANULOCYTÁK A basophil granulocyták a vérben fordulnak elő és strukturális, valamint funkcionális hasonlóságot mutatnak a hízósejtekkel. A csontvelőből származnak és ott is fejlődnek A basophil granulocyták adják a fehérvérsejtek 1 %-át. Normális körülmények között nem tartózkodnak a szövetekben, de a gyulladás során odavándorolhatnak. Hasonló mediátorokat termelnek, mint a hízósejtek. A hízósejtekhez hasonlóan a felszínükön immunglobulin receptort hordoznak
EOSINOPHIL GRANULOCYTÁK Az eosinophil granulocyták olyan granulomokkal rendelkeznek, melyek tartalma a férgek számára valamint a gazdaszervezet szöveteire károsak. A granulumaik bázikus proteineket tartalmaznak melyek kötik a savas festéket (pl. eosin). Csontvelői eredetűek, mint a többi granulocyta. Az eosinphil sejtek normális körülmények között a perifériás szövetek felszínén kis számban megtalálhatók (légző rendszer, emésztő rendszer, genitourináris rendszer), gyulladás esetén a számuk a vérkeringésből érkezők miatt jelentősen emelkedik.
DENDRITIKUS SEJTEK A dendritikus sejtek a legfontosabb antigén prezentáló sejtek, kapocsként szolgálnak a természetes és adaptív immunválasz számára. Nyúlványokkal rendelkező fagocitáló sejtek, a lymphogén szervekben a mucosális felszíneken, valamint a szervek parenchymájában. A myeloid vonalból származnak, a monocytákkal azonos őstől. A macrophagokhoz hasonlóan a mikrobák molekuláris mintázatát ismerik fel, hatásukra cytokineket szekretálnak. A dendritikus sejtek többsége konvencionális DC. A konvencionális DC-k a mikrobák hatására a bőrből és mucosából mobilizálódnak, a lymphoid szervekbe vándorolnak, hogy az antigént bemutassák a T sejtek számára. A DC sejtek másik csoportja a plazmocytoid DC, melyek a vírus fertőzés korai szakaszában hatnak. Felismerik a vírusok nukleinsavát és interferont termelnek, melynek antivirális hatása van. Lymphoid eredetűek.
LYMPHOCYTÁK A lymphocyták az adaptív immunitás speciális elemei, mivel csak ezek a sejtek rendelkeznek olyan sejtmembránstruktúrával (immunglobulin, TCR), amelyek az antigéneket specifikusan ismerik fel. A lymphocyta klón minden tagja egy sejtből ered, azzal azonos receptorral, antigén-specifitással rendelkezik. Szervezetünkben lymphocyta klónok milliói vannak, velük tudjuk leküzdeni az antigének millióit. A lymphocyták csoportjai: B lymphocyták Helper (segítő) T lymphocyták (Th1, Th2, Th9, Th17, Th22) Cytotoxikus T lymphocyták Regulátoros T lymphocyták (az immunválaszt szabályozzák)
A CSONTVELŐ A csontvelő a vérképzés szerve Haemopoesis 1. Embrionális életben: szikzacskó, aorta körüli szövetekben, később máj, aztán csontvelő 2. Születés után a csontokban, pubertásra a lapos csontokban (szegycsont, csípőcsont, bordák) A T sejt előalak a thymusba távozik és ott folyik tovább az érése. A B sejtek érés után a sinusokon keresztül távoznak a másodlagos nyirokszervek felé. A csontvelő károsodása esetén: csontvelőn kívüli vérképzés a lépben, májban
A THYMUS A thymus/csecsemőmirigy a T lymphocyták érésének a helye A thymus két lebenyből álló szerv az anterior mediastinumban. A lebeny egy külső kéregből és egy belső velő részből áll. A kéregben nagyszámú, a velőben kis mennyiségű lymphocyta van. A velőben találhatók a csontvelői eredetű dendritikus sejtek és macrophagok, Hassal testek. A thymusban elszórtan nem-lymphoid hámsejtek is előfordulnak. A thymus kérgi hámsejtjei termelik a T sejtek éréséhez szükséges faktort. A thymus velő hámsejtjei mutatják be a saját antigéneket a T sejtek számára, ezáltal azok egy része elpusztul. A T lymphocyták az érésük során a kéreg felől haladnak a velő felé.
MÁSODLAGOS NYIROKSZERVEK Nyirok és nyirokcsomók Lép Nyálkahártyával kapcsolódó immunrendszer (MALT) Bőrrel kapcsolódó immunrendszer (SALT) A másodlagos nyirokszervek fő feladata a testidegen anyagoknak a szervezetből való kiszűrése. A másodlagos nyirokszervekben és nyirokszövetekben ismerik fel az antigénkötő receptorral rendelkező lymphocyták a nem-saját struktúrákat.
NYIROKCSOMÓ A nyirokerek mentén elszórtan, test szerte található, 2-12 mm nagyságú, sárgásfehér tokkal körülvett képletek. A tok alatt található a lymphocyta gazdag rész, a kéreg. A külső kéregben találhatók a tüszők. Germinális centrummal nem rendelkező tüszők: primer tüszők Germinális centrummal rendelkezők: szekunder tüszők A primer tüszőkben érett, de naiv B sejtek találhatók. A germinális centrum az antigén stimulus hatására alakul ki. Itt folyik a továbbiakban a B sejt szaporodásaa nagy affinitású ellenanyagok termelése és a memória sejtek kialakulása. A kéreg alatti rész a paracortex: T sejt zóna A velőben ellenanyag termelő plasmasejtek találhatók.
A LÉP A lép legfőbb feladata az elöregedett vérsejtek valamint az immunkomplexek, opszonizált mikrobák kiszűrése a vérből valamint az adaptív immunválasz beindítása a keringésből származó antigének ellen. 150 g felnőttekben, a has bal felső régiójában. A lép anatómiailag és funkcionálisan is két részre osztható; a vörös pulpára, amit vérrel telt sinusok alkotnak, valamint a fehér pulpára. A vörös pulpában levő macrophagok szűrőként szolgálnak. A lépirtott emberek ennek megfelelően érzékenyek a tokos baktériumok okozta fertőzésekre (pneumococcus and meningococcus). Ezen kórokozók eltávolítása normális körülmények között a lépben történik opszonizációval és phagocytosissal.
MUCOSA-ASSOCIATED LYMPHOID TISSUE (MALT) A MALT a szervezet különböző pontjain kis mennyiségben jelenlevő lymphogén szövetek diffúz rendszere (emésztőtraktus, pajzsmirigy, mell, tüdő, nyálmirigyek, szem és bőr (SALT) A MALT T és B lymphocytákat, valamint macrophagokat tartalmaz, melyek különösen alkalmasak a mucosalis epitheliumon átjutó antigének felvételére. A bél eredetű MALT fontos sejtjei az M sejtek, ugyanis ezek a sejtek közvetítik az antigéneket a bél lumen felől a lymphoid szövetek felé.
AZ ANTIGÉNEK JELLEGZETESSÉGEI Antigének nevezzük mindazokat a struktúrákat, amelyeket az immunrendszer felismer. Sajátságai az immunogenitás, tolerogenitás és antigenitás Immunogenitáson az antigén immunválaszt kiváltó képességét értjük, azaz azt a tulajdonságát, hogy megindítja az antigénnel fajlagosan reagálni képes effektor sejtek, illetve ellenanyagok képződését. Az antigén immunológiai válaszképtelenséget (toleranciát) kiváltó képességét tolerogén tulajdonságnak (tolerogenitásnak) nevezzük. Az antigenitás (specifikus reakcióképesség) azt a tulajdonságot jelöli, amely által az antigén fajlagosan reagál az ellenanyaggal, illetve az immunsejtekkel.
AZ ANTIGÉNEK JELLEGZETESSÉGEI A nagy molekulatömegű anyagok általában jó immunogének, a kis molekulák azonban gyakran nem alkalmasak immunválasz kiváltására. Az utóbbiak az ún. haptének, melyek valamilyen nagy molekulatömegű hordozóanyaghoz (pl. albuminhoz) kapcsolva immunogén tulajdonságúvá válnak. Ha ilyen hordozó hapténkomplexszel immunizálunk, háromféle, különböző fajlagosságú ellenanyag képződhet: hordozó, haptén és hordozó hapténkomplex-specifikus antitest. A haptén tehát önmagában nem, csak megfelelő hordozóhoz kapcsolva immunogén. A jó immunogének molekulatömege 100 000 Da körül van, míg az 5000-10 000 Da-nál kisebb molekulák a hapténkategóriába esnek.
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!