Sejt - kölcsönhatások az idegrendszerben és az immunrendszerben
A sejttől a szervezetig A sejtek között, ill. a sejtek és környezetük közötti jelátviteli folyamatok összessége az a struktúrált kölcsönhatásrendszer, ami a szervezet egységes működését lehetővé teszi. Egyes kölcsönhatások térben rögzítettek, és csak időben változnak, mégis, (mint pl. az idegrendszerben) igen komplex működéseket tesznek lehetővé sokrétű 3D szerkezetükből eredően, melyben a jelek időfüggő módon, a jelátvivő elemek molekuláris jellegzetességeitől és további elemekből kiinduló jelektől függően terjednek és hatnak egymásra. Más kölcsönhatások a sejtek hasonlóan széleskörű szabályozhatóságát, ugyanakkor nagyfokú mobilitását, és az általuk létrehozható kombinációk nagy variabilitását igénylik ahhoz, hogy a dinamikusan változó követelményeknek megfelelhessenek, pl. az immunrendszer a nyirokszerveken kívűl számos mobilis sejtfajtából áll, melyek a szervezet bármely zugában kifejtik működésüket.
Az idegszövet felépítő egységei Neuron Glia
Az idegsejt morfológiája dendrit Sejttest Axon sejtmag Axon domb Schwann sejt Ranvier mielinhüvely csomó (befűződés) terminális
A jel iránya Preszinaptikus Postszinaptikus A szinapszis jel terminális mito vezikulum A kapcsolat típusai Axo-szomatikus Axo-dendritikus Axo-axonikus Dendro-dendritikus A jel fajtái Gátló Serkentő Szinaptikus rész
A szinaptikus transzmisszió lehetőségei Gap junctio (elektromos szinapszis) Kémiai szinapszis (vezikuláris transzport, kalcium függés) Klasszikus transzmitterek (dense granulum) A transzmitter szintézise helyben történik, felvétel vezikulumokba V-ATPáz függő G prot. kapcsolt R: dopamin, adrenalin, noradrenalin, hisztamin Ioncsatorna működésű R: Glicin Mindkétfajta Receptora van: AcCh, Glu, 5-HT, GABA Neuropeptidek G prot. kapcsolt (dense core granulum) A transzmitter a RER-ben szintetizálódik, Golgiban processzálódik és csomagolódik, MT mentén szállítódik (kinezin) ACTH, bradykinin, opioidok, vazopressin, oxytocin, LHRH, TRH, P anyag NO (nem mondható szinaptikusnak, ált.-ban preszinaptikus pozitív visszacsatolás)
A Gap junkció speciális esete az elektromos szinapszis Preszinaptikus neuron Elektromos impulzus Preszinaptikus membrán Posztszinaptikus neuron Szabályozás: ph, kalcium, foszforiláció érzéstelenítők Csatorna (1-1 pórus mindkét membránban) Posztszinaptikus membrán
Kémiai szinapszis vezikuláris transzport Szinaptikus vezikulum Feszültségfüggő Ca 2+ csatorna Postszinaptikus denzitás neurotranszmitter Visszavételi pumpa Receptor Axon terminális Szinaptikus rés Posztszinaptikus neuron (dentrit, vagy axon vagy sejttest)
G proteinhez kapcsolt receptorok Serkentő ligand Adrenalin Noradrenalin dopamin Gátló ligand Adenozin Opioid Cannabinoid 5HT plazmamembrán A serkentő ligand receptora Serkentő G- protein komplex Adenilát cikláz A gátló ligand receptora Gátló G-protein komplex G protein által aktivált fehérjék adenilát cikláz (G s ) foszfolipáz C β (G o, G q ) ioncsatornák (Cl -, K +, Na +, Ca 2+ ) ISMÉTLÉS
Ioncsatorna működésű receptorok pl. acetilkolin receptor (nikotinerg- az ideg-vázizom kapcsolódásnál) ISMÉTLÉS Ligand (ACh) Külső tér Receptor fehérje (pentamer) Tyr foszforilációs szabályozás (deszenzitizálás) Ligand kötőhely Citoplazma Zárt állapot Nyitott (Kis szelektivitás)
Kémiai szinapszis vezikulum fúzió Vezikulum rögzítés: Synapsin - actin+spectrin. PKA és CamK függő foszforiláció >> disszociáció Synaptobrevin (V-SNARE) (botulinusz toxin hasítja) Kialakulás Rab3a NSF SNAP Synaptotagmin SNAP-25 (synaptosomal associated protein) Syntaxin (T-SNARE) (SNARE=SNAP Receptor) Fúzió (2 C2 Ca kötő domén) Leválás NSF = n-etil maleimid szenzitív faktor SNAP = Soluble NSF associated protein) Neurexin Preszinaptikus (target) membrán
Sejt - kölcsönhatások az immunrendszerben B sejtek humorális immunitás (keringő antitestek) T sejtek celluláris immunitás (sejt mediált ölés, aktiváció) Fő kihívások: Az ellenség (baktérium, virus, tumorsejtek) Gyorsan szaporodnak Nagyfokú variabilitást mutatnak Gyorsan mozognak a szervezeten belül A megfelelő válasz kulcselemei: Az immunkompetens sejtek Szintén gyorsan szaporodnak (klonális expanzió) Specifikus fegyverek (antitestek/receptorok) előre elkészített verzatilis repertoárjával rendelkeznek, valamint kontrollált aspecifikus fegyverekkel Mobilisak, a szervezeten bármely részére eljutnak
Humorális immunitás - alapja az antitest Epitóp Antitest (szolubilis, szekretált) Antitest (membránhoz kötött) Antigén Antigén kötő domén (variábilis régió) Fab Könnyűlánc sejtmembrán Fc (Effektor domén) Nehézlánc B limfocita (B sejt)
Szolubilis antigén felismerése B sejt által specifikus antitest termelése Antigén (pl. vírus, pollen, (gyógyszer is lehet)) Érési folyamat Plazmasejt Szekéció antitestek Idegen részecskék megkötése B limfocita antigén (A folyamathoz helper T sejt szükséges)
Differenciálódás memória- és plazmasejtté, plazmasejt proliferáció B sejt, amely antigénnel találkozott Memória B sejt sejtmag Találkozás óta eltelt napok riboszómák der Antitestek az ER lumenében Szekretált antitestek
Antigén specifikus B sejtek szaporodása révén sejtklón(ok) kialakulása a már kialakult B sejt repertoárból: klonális szelekció és expanzió Antigén független differenciáció a csontvelőben Antigén-függő differenciáció a perifériás nyirokszervekben Antigén 3 epitóppal A 2. epitóp ellen antitestet termelő klón Őssejt A 4. epitóp ellen antitestet termelő klón A 7. epitóp ellen antitestet termelő klón
Különböző, de sejtenként egyféle antitestet kifejezni, termelni képes sejtek szinte végtelen készletének kialakulása génszintű rekombinációk révén... ISMÉTLÉS variábilis régió konstans régió Példa az eredeti, embrionálistól eltérő DNS készlet kialakítására szomatikus sejtekben
Sejtes immunitás: T sejtek CTL citotoxikus (ölő) T limfocita T h - helper (segítő) T sejt CTL Vírussal fertőzött sejt Érési folyamat T limfocita Ölő reakció limfokinek Fertőzött sejt lízise Antigén felismerés: T sejt receptor (TcR)
Antigének (pl. vírusfehérje) darabjai MHC I-hez kötve prezentálásra kerülnek a testi sejteken és az ölő T limfociták (CTL) T-sejt receptorai (TCR) felismerik őket Testi sejt (célpont) ICAM-1 Immun szinapszis SMAC = Supra-molecular activating cluster koreceptor CD8 MHC I LFA-1 CD8-MHC I + 8-9 AS peptid Citotoxikus T limfocita
Antigének (pl. baktérium, pollen) darabjai MHC II-höz kötve prezentálásra kerülnek a professzionális antigén bemutató sejteken (pl.makrofág) és a segítő T limfociták (Th) T-sejt receptorai (TCR) felismerik őket makrofág ICAM-1 koreceptor CD4 MHC II Immun szinapszis SMAC = Supra-molecular activating cluster LFA-1 CD4-MHC II + 12-23 AS peptid Segítő T limfocita