Imunitní systém

Kvalitní učebnice imunologie pro SŠ/VŠ


Václav Hořejší
Jiřina Bartůňková

ZÁKLADY IMUNOLOGIE

4. vydání

Triton 2009





SLOŽKY IMUNITNÍHO SYSTÉMU SAVCŮ

(1) Lymfatické orgány

  • vysoce specializované tkáně obsahující velké množství lymfocytů, resp. jejich prekurzorů a řadu dalších buněk
  • primární (centrální) lymfatické orgány
    • kostní dřeň + brzlík (thymus)
    • místo vzniku a dozrávání lymfocytů
      • B-lymfocyty vznikají i dozrávají v červené kostní dřeni
      • T-lymfocyty vznikají v červené kostní dřeni, dozrávají v thymu
  • sekundární (periferní) lymfatické orgány
    • lymfatické uzliny (vychytávají antigeny z protékající lymfy), slezina (vychytává antigeny z protékající krve), mukózní lymfatická tkáň (sliznice vystýlající ústní dutinu, dýchací trubici, tenké střevo a pochvu – vychytává antigeny z povrchových epitelů)
    • místo vzniku specifické (adaptivní) imunitní odpovědi
    • záchyt cizorodých antigenů a zároveň koncentrace lymfocytů – větší pravděpodobnost jejich setkání

(2) Cirkulující buňky imunitního systému = leukocyty

  • buňky zodpovědné za imunitní reakci organismu
  • schopné procházet stěnami kapilár do tkání (diapedéza)
  • morfologické dělení leukocytů dle charakteru cytoplazmy:
    • granulocyty (v cytoplazmě barvitelná granula, segmentované jádro)
      • mají schopnost degranulace = uvolnění obsahu granul mimo buňku
      • první, rychlá obranná linie organismu
      • typy: neutrofily, eozinofily, bazofily
    • agranulocyty (cytoplazma bez granul, velké, oválné, nečleněné jádro)
      • lymfocyty a monocyty
  • funkční dělení leukocytů:
    • fagocytující buňky: specializované k pohlcování částic
      • neutrofily, eozinofily, makrofágy (a jejich prekurzory monocyty)
      • poznámka na okraj: monocyty/makrofágy mohou vstupovat do tkání (pak se ale do oběhu nevrací): alveolární makrofágy v plicích, Kupferovy buňky v játrech, mikroglie v mozku, dále jsou i v kůži, slezině apod.
    • cytotoxické buňky: cílené zabíjení jiných buněk
      • eozinofily, cytotoxické T-lymfocyty, přirození zabíječi (NK buňky, natural killers)
    • buňky produkující protilátky: základ látkové imunity
      • B-lymfocyty – po vycestování z kapilár se můžou vrátit zpět
      • kontinuální recyklace mezi krví a lymfou
    • antigen prezentující buňky: fagocytovanou částici rozštěpí na proteinové fragmenty a ty potom vystavují na svém povrchu
      • makrofágy, monocyty, dendritické buňky, B-lymfocyty

(3) Mediátory imunitního systému = cytokiny   [moc pěkný materiál o cytokinech najdete zde]

  • polypeptidy produkované imunitními buňkami jako odpověď na přítomnost antigenu v organismu
  • cytokiny aktivují různé efektorové buňky, jejichž úkolem je inaktivovat a eliminovat antigen
  • klasifikace dle funkce:
    • mediátory regulující vrozenou imunitu
      • produkovány NK buňkami jako reakce na bakteriální a virové produkty
      • stimulují počáteční zánětlivé reakce
      • např.: TNF (tumor necrosis factor), INF (interferony), IL (interleukiny)
    • mediátory získané (adaptivní) imunity
      • produkovány především T-lymfocyty
      • regulují dělení a diferenciaci různých skupiny lymfocytů
      • produkce výsledkem rozpoznání konkrétního typu antigenu
      • např.: interleukiny, interferony
    • mediátory stimulující hemopoézu
      • produkovány kmenovými buňkami kostní dřeně a leukocyty
      • stimulují růst a diferenciaci leukocytů
      • např.: CSF (colony-stimulating factors), interleukiny

Reakce organismu na přítomnost antigenu je vždy komplexem řady dílčích reakcí a výsledkem vzájemných interakcí mezi jednotlivými buňkami imunitního systému, specifické i nespecifické imunity.


NESPECIFICKÁ IMUNITA

  • evolučně starší, vyskytuje se v různých formách v celé živočišné říši od bezobratlých po savce (včetně člověka)
  • základní charakteristiky:
    • je vrozená (organismus ji má od narození nehledě na to, zda se s antigenem potkal, nebo ne)
    • není specifická (buňky zasahují stejným způsobem proti všem cizorodým částicím)
    • nemá imunologickou paměť (zásah proti antigenu vždy se stejnou silou, i když je opakovaný)
  • výkonné složky:
    • fyzikální a chemické bariéry organismu: kůže, sliznice chráněné mukózním sekretem, řasinkové epitely, sliny, slzy, žaludeční šťávy
    • bazofily: produkce histaminu – dilatace cév, zvýšení permeability vlásečnic – usnadnění průchodu proteinů a leukocytů z krve do tkání – zánětlivá reakce, teplota, otok, zarudnutí
    • fagocytóza makrofágy a neutrofily: diapedézou vystupují z kapilár do tkání a pohlcují veškerý cizorodý materiál, v místě infekce vzniká hnis, aktivované tkáňové fygocyty produkují cytokiny (vliv na další buňky)
    • komplementové proteiny: skupina tkáňových a membránových proteinů lokálně aktivovaných v místě zánětu, chemický atraktant leukocytů, opsonizace bakteriálních buněk, perforace bakteriální membrány
    • NK buňky (natural killers, přirození zabíječi): nespecifická obrana proti virům a nádorovým buňkám (rozeznávají patologické změny na povrchu buněk)


SPECIFICKÁ IMUNITA

  • evolučně vyspělejší než imunita nespecifická
  • základní charakteristiky:
    • není vrozená (organismus ji získává až při styku s antigenem)
    • specificky rozpoznává cizorodé látky (antigeny)
    • vyznačuje se imunologickou pamětí (opakované setkání – rychlejší a efektivnější odpověď)
  • na povrchu všech buněk jsou specifické membránové proteiny, které se během embryonálního vývoje učí imunitní systém rozpoznávat jako tělu vlastní – ostatní molekuly potom po narození rozeznává jako cizí, nazýváme je antigeny
  • antigen = původně látka vyvolávající tvorbu protilátek (z angl. antibody generating), v širším smyslu jakákoliv cizorodá látka vyvolávající imunitní odpověď
  • antigeny jsou v těle rozpoznávány prostřednictvím B- a T- lymfocytů – mají na svém povrchu buněčné receptory schopné vázat takové antigeny
  • antigenní molekula zpravidla příliš velká – váže se receptor jen na její určitou malou část, tzv. epitop (antigenní determinant)
  • receptor s epitopem do sebe zapadají jako „klíč do zámku“
  • klon = receptorově shodný typ leukocytu spolu s jeho identickými kopiemi
  • existují milióny typů antigenů, proto je formování buněčných receptorů jedním z nejsložitějších procesů v imunologii
    • obrovská diverzita a rozlišovací schopnost
    • eliminace receptorů potenciálně reagujících s vlastními buňkami
B-lymfocyty a látková imunita
  • namířeno proti extracelulárním antigenům
  • po stimulaci receptoru antigenem se B-lymfocyt dělí a diferencuje, vznikají:
    • 1. plazmatické buňky
      • produkují velké množství protilátek, tzv. imunoglobulinů (téměř identické s membránovým receptorem)
      • protilátky jsou globulární bílkoviny obsažené v plazmě, slinách, slzách, mateřském mléce aj.
      • molekula má tvar písmene Y – tvořena čtyřmi polypeptidovými řetězci (viz obrázek)
      • u člověka rozlišujeme podle stavby pět základních tříd (izotypů) imunoglobulinů:
        • IgG: nejsilnější a nejstabilnější, vyskytuje se v krvi a mozkomíšním moku, prochází i přes placentu a chrání novorozence, váže se na viry, bakterie i houby a společně s komplementem je dokáže zničit
        • IgA: slizniční protilátky, nachází se v trávicím traktu, mléku, slzách a slinách, chrání vnější i vnitřní povrch těla, aktivují komplement
        • IgE: protilátky proti parazitům, hrají velkou roli v alergických reakcích, neaktivují komplement
        • IgM: časné protilátky, vyskytují se v krvi a aktivují komplement
        • IgD: funkce zatím není objasněná
      • protilátky samy o sobě antigen nezničí, ale „označí ho“ (= navážou se na něj, tzv. opsonizace), čímž se antigen stává viditelnějším pro makrofágy
      • komplex protilátky - antigen aktivuje další buňky a proteiny komplementu (spolupráce s nespecifickou imunitou)
    • 2. paměťové buňky
      • vznikají v menším množství, ale zato mají delší životnost
      • rychlejší, masivnější, efektivnější zásah při opakované infekci
      • organismus tzv. imunizován proti určitému antigenu

T-lymfocyty a buněčná imunita

  • rozpoznávání intracelulárních antigenů (skoro vždy peptidů) – důležité u infekcí, kdy patogen pobývá přímo v hostitelské buňce a je tak nedostupný pro B-lymfocyty
  • cytotoxické T-lymfocyty (TC) ničí buňku vlastního těla, která prezentovala cizorodý antigen (viz dále), a tím brání šíření infekce
  • pomahačské (z angl. helper) T-lymfocyty (TH) produkují cytokiny, které stimulují k zásahu další buňky
  • na rozdíl od B-lymfocytů nejsou T-lymfocyty schopny reagovat s antigenem přímo – ke své stimulaci potřebují antigen prezentující buňky

Antigen prezentující buňky (APC) a MHC systém

  • APC jsou buňky vlastního těla schopné fagocytovat (makrofágy, dendritické buňky, B-lymfocyty) – co pozřou, to naštípou na krátké peptidické sekvence a vystaví na svém povrchu k „posouzení“
  • kromě těchto „vzorků“ mají na povrchu i MHC molekuly (z angl. major histocompatibility complex)
    • MHC jsou vysoce polymorfní a zcela specifické a unikátní pro každého jedince
    • MHC určují individuální identitu všech tkání – proto můžou působit komplikace spojené např. s odvržením štěpu po transplantaci
    • největší koncentrace MHC je v leukocytech, proto se u člověka používá spíše zkratka HLA (z angl. human leukocyte antigens)
    • více o MHC najdete například na Wikipedii
  • teprve komplex MHC molekuly s antigenem vystavený na povrchu buňky aktivuje příslušný T-lymfocyt

Imunizace

  • aktivní imunizace
    • přímý kontakt organismu s příslušným antigenem, imunitní systém vytváří protilátky a paměťové buňky
    • příklady: prodělání onemocnění, inkompatibilní těhotenství (matka Rh, plod Rh+), transplantace, většina očkování
  • pasivní imunizace
    • do organismu transportovány již hotové protilátky nebo lymfocyty specifické vůči danému patogenu
    • jedinec je imunní pouze dočasně, jeho imunitní systém de facto není zapojen – výhodou je rychlá účinnost
    • příklady: přenos protilátek přes placentu z krve matky do plodu nebo mlékem při kojení, speciální očkování proti extrémně virulentním infekcím nebo jedům (tetanus, hadí jedy)


PORUCHY (ANOMÁLIE) IMUNITNÍHO SYSTÉMU

  • alergie, alergické reakce
    • vyvolané přecitlivělostí na jinak všeobecně neškodné látky, tzv. alergeny
    • typické lokální projevy: zarudnutí, otok, svědění kůže, kýchání, zvracení, průjmy, kopřivka
    • v extrémním případě se může rozvinout anafylaktický šok (celkový kolaps oběhového systému, rapidní pokles krevního tlaku v důsledku vasodilatačních účinků histaminu) a dušení v důsledku otoku průdušek (bronchoskopie)
  • autoimunita
    • selhání schopnosti rozlišit látky cizorodé od látek tělu vlastních – tvorba protilátek proti vlastním tkáním
    • příklady: roztroušená skleróza (narušování myelinových pochev v CNS), hemolytická anémie (protilátky proti antigenům erytrocytů), lupus (neznámá příčina), revmatická horečka (protilátky proti buňkám srdečního svalu), revmatická artritida (protilátky proti kloubním tkáním)
  • AIDS (acquires immune deficiency syndrome)
    • agens retrovirus HIV (human immunodeficiency virus) – napadá T-lymfocyty
    • více informací například na Wikipedii
  • nádory
    • imunitní systém kromě cizích patogenů musí rozpoznávat i abnormální buňky vlastní a potom je eliminovat
    • v případě nádorů tento mechanismus selhává
    • více informací v kapitole ***Onkogenetika
Comments