1. gyakorlat: Bevezetés, az immunszervek felépítése Az immunológia alapjai PTE-KK, Immunológiai és Biotechnológiai Intézet Pécs, 2016.
Ismerkedés a tantárggyal 1. • Gyakorlatok elején dolgozat az ELŐZŐ HETI ELŐADÁS anyagából (2 pontért), összesen 10 alkalommal, maximum 20 pontért. • Év végén egy teszt bepótolható, ha hiányzás miaR kimaradt. (de rosszul sikerült teszt nem írható újra) • Vizsgára bocsáthatóság feltétele minimum 5 pont, maximum 3 hiányzás! • Maximum egy hiányzás pótolható másik csoportban. • Év végén írásbeli vizsga. (100 pontos) • A gyakorlatos teszteken elért 10 pont feleR minden további pontot beszámítunk az év végi vizsga eredménybe, fél pont esetén felfelé kerekítünk. (pl. ha év végére 14,5 pontot ért el a hallgató, a vizsgán pedig 64-et, akkor a végleges eredménye 69 pont) • Áprilisban minden évben megrendezésre kerül az Immunverseny, ahol további plusz pontok gyűjthetők, illetve az első helyezeR(ek) vizsgamentességet kaphatnak. • Néhány gyakorlatra köpeny is szükséges, ezeket a gyakorlatvezetők időben jelezni fogják. • Az előadások és a gyakorlatok anyagai a honlapunkon (www.immbio.hu) megtekinthetők.
Ismerkedés a tantárggyal 2. •
Hivatalos tankönyveink:
Falus András, Buzás Edit, Holub Marianna Csilla, Rajnavölgyi Éva: Az immunológiai alapjai, Semmelweis kiadó, 2014. Digitális tananyag: hRp://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/
Erdei Anna, Sármay Gabriella, Prechl József: Immunológia, Medicina kiadó, 2012. •
•
tamop425/2011_0001_524_Immunologia/adatok.html
Figyelem! Intézetünk semmilyen hallgatói jegyzetet nem adoR ki vagy lektorált, ilyesmikből csak körültekintéssel készüljetek!
Ismerkedés a tantárggyal 3. •
Miért is fontos az immunológia? – Szinte nincs is olyan kórfolyamat, amiben az immunrendszer így vagy úgy ne lenne érinteR. – Az orvosi labordiagnoszjkai módszerek jelentős része immunológiai reakciókon alapul. (lásd később) – Az immunrendszer manipulálásán keresztül egyre több betegség kezelhető hatékonyan. (lásd később) – Az autoimmun kórképek a lakosság 7-8 százalékát sújtják, krónikus, gyógyíthatatlan (de sokszor kezelhető) betegségek. – Egyre több az immunhiányos beteg. (terápiás immunszuppresszió és HIV miaR, lásd később) – Az immunrendszer olyan, mint a foci, mindenki ért(eni vél) hozzá. → A médiában a valós információk zagyvaságokkal és sarlatánsággal keverednek.
Az immunrendszer főbb feladatai A szervezet integritásának biztosítása
Külső kórokozók (pl. vírusok, baktériumok, paraziták) elleni védelem
MegváltozoO saját sejtek (pl. vírusfertőzöR, daganatos) elpuszntása
Normális saját versus idegen vagy megváltozoR saját struktúrák felismerése és megkülönböztetése IMMUNVÁLASZ (támadó jellegű vagy immunológiai tolerancia)
Az immunrendszer felosztása •
• •
Az immunrendszer több, egymásra épülő alrendszerből áll (lásd előadás): – VeleszületeO immunrendszer (pl. granulocyták, macrophagok, NK-sejtek, complement rendszer) – Természetes immunrendszer (pl. B1 B-sejtek, γδ-T-sejtek) – AdapWv immunrendszer (pl. T-sejtek, B-sejtek, anjtestek) Ezek a szervezetben párhuzamosan működnek. A félév folyamán főleg az adapnv immunrendszerről lesz szó.
AnXtest = Immunglobulin = Ellenanyag
VeleszületeR és adapnv immunfunkciók összehasonlítása VeleszületeO
AdapWv
Felismerés
Mintázat alapján (nem anXgén-specifikus)
AnXgén-specifikus
Reakcióidő
Gyors (percek, órák)
Lassú (napok, hetek)
Válasz erősödése
Lineáris
Exponenciális
Immunológiai memória
Nincs
Van
AnXgén: Olyan anyag, amit a T- és B-sejt receptorok (TCR és BCR) képesek felismerni és aknv immunválaszt vagy toleranciát idéz elő. Különbség a mintázat-felismerés és az anjgén-felismerés közöR: VeleszületeO: „Sok, baktériumokra jellemző szénhidrát van rajta, ez biztosan valamilyen baktérium.”
E. coli
AdapWv: „Ez az E. coli flagellin fehérjének a 45-60 aminosav közöu része. ”
Az immunszervek • •
Az immunrendszer funkciójából adódóan hálózatos felépítésű! (bárhol történhet fertőzés, sérülés) Nyirokszervek: – Elsődleges (immunsejtek képzése) • Csontvelő, thymus, embrionális máj (madarakban bursa fabricii [nevezéktan: „B”, mint bursa eredetű és „T”, mint nmusz eredetű limfociták[1.]]) – Másodlagos (immunválasz létrehozása) • Nyirokcsomók, lép, MALT (mukóza-asszociált nyirokszövet), SALT (bőr-asszociált nyirokszövet) – Harmadlagos (kóros immunválasz részei) • Pl. ectopiás (=nem normális helyen lévő) nyiroktüszők
Mandulák
Nyirokcsomók Nyirokerek
Thymus Nyirokcsomók
Lép
Peyer-plakkok Féregnyúlvány Csontvelő
Nyirokcsomók Nyirokerek
Csontvelő (medulla ossium) • •
•
A csontok belsejében található szivacsos szövet, felnőRben a teljes tesRömeg kb. 4-5 százaléka. (≈2,6 kg)[2.] Vörös csontvelő (medulla ossium rubra): – Rövid vagy lapos csontokban (szegycsont, bordák, kulcscsont, lapocka, csípőlapát, csigolyák, koponya) és a hosszú csöves csontok (pl. femur) epiphysisében található – Szerepe: Vérképzés (hematopoesis) → csak neutrophilekből 1011 új sejt naponta[3.] (az emberi szervezet kb. 3,7x1013 sejtből áll)[4.] Sárga csontvelő (medulla ossium flava): – Hosszú csöves csontok diaphysisében található – Főleg zsírsejtekből áll, szükség esetén képes visszaalakulni vörös csontvelővé
A vörös csontvelő felépítése Külső csontréteg Vörös csontvelő Sárga csontvelő
Epiphysis
Diaphysis
• Csontgerendák, közöRük sinusoidok, különböző vérsejt előalakok (lásd később), stromasejtek és zsírsejtek.[2.] • A csontvelőt éreR, naiv B-sejtek hagyják el, szemben a Tsejtekkel, amik éretlen előalakokként távoznak a csontvelőből és a thymusba vándorolnak, ahol a további érésük zajlik. • éreO: anjgén-felismerésre képes • naiv: még nem találkozoR általa felismerhető anjgénnel
A csontvelő klinikai jelentősége •
S z ö v e R a n i v a g y c y t o l o g i a i m i n t a v é t e l hematológiai betegségek esetén (pl. leukémiák, aplasjcus anaemia, stb.) – Mintavétel helye: csípőlapát vagy szegycsont[5.]
•
Csontvelői hematopoejcus őssejtek (HSC, hematopoiejc stem cell) gyűjtése transzplantáció céljából – Általában gyógyszeres mobilizálást követően a perifériás vérből[6.]
Thymus • •
A felső mediasjnumban helyet foglaló lebenyes szerv, az éretlen T-sejtek érésének fő helye. 2 lebenye van, a lebenyeken belül lebenykék találhatók, amiket kötőszövetes sövények (septum) választanak el egymástól és amik egy külső kéreg (cortex) és egy belső velőállományból (medulla) állnak.
Pajzsmirigy Légcső
Jobb lebeny
Thymus
Bal lebeny Sövények Lebenyke
Thymus (H&E festés): a külső, basophil rész a cortex, a világosabb, kevesebb sejtmagot tartalmazó belső rész pedig a medulla.
A thymus szöveRana Elpusztult Tok thymocyták Osztódó Thymocyták Trabecula thymocyták Dajkasejt
CorXkális epitélsejt
Cortex Cortex
Érésen áteső jmociták
Medulla Medulla
Érésen áteseR jmociták
Vérér Macrophag
Hassal-test
Medulláris epithelsejt
Interdigitáló dendriXkus sejt
Hassal-test
• Csontvelőben termelt éretlen T-sejt precursorok (=előalakok) a vérereken keresztül belépnek a thymusba → ÉRÉS (lásd később) → éreR, naiv T-sejtek elhagyják a thymus • Előforduló főbb sejjpusok: T-sejtek (thymocyták), thymus epithelsejtek, dendriXkus sejtek, macrophagok, reXculumsejtek[7.]
Thymus involúció Tömeg (g)
A thymus összetétele az életkor függvényében
Thymus lebenyek
Zsír Cortex Medulla Prenatális hónap
ÚjszülöO
Kor (év)
7 éves
17 éves
Keresztmetszet
30 éves
A thymus klinikai jelentősége •
•
Fejlődési rendellenességek (pl. ectopiás thymus szövet, hiányzó vagy csökevényes thymus pl. DiGeorge-szindróma → immunhiány) Daganatok (thymoma, thymus carcinoma)[8.] – Autoimmun betegségekkel társulhat (pl. myasthenia gravis, lásd később) – Összenyomhatja a környező képleteket (pl. vena cava superior syndroma, nyelészavar, lásd a klinikumban)
Kontrasztanyagos mellkas CT felvétel, pirossal bekarikázva egy mediasjnalis térfoglaló folyamat l á t s z i k , m e l y s z ö v e R a n i l a g thymomának bizonyult.
Nyirokcsomó (nodus lymphajcus) • • •
A nyirokereken keresztül érkező nyirkot szűri kórokozókra és tumoros sejtekre. („összehozza” a szövetekbe bejutoR anjgént az adapnv immunsejtekkel) A nyirokrendszerbe bejutoR anjgént iO ismerik fel az adapnv immunrendszer sejtjei, majd iR proliferálnak és differenciálódnak (=érnek) tovább. Fertőzések, daganatok terjedése miaR nagy orvosi jelentőségük van! (lásd a klinikumban)
Retroperitonealis lymphadenomegalia (=megnagyobbodoR nyirokcsomók) CT felvételen. A nyilak egy-egy kóros nyirokcsomót jelölnek.
A nyirokcsomók szerkezete 1. • • • • •
•
Külső kötőszövetes tok, a belőle induló sövények (trabecula) a szervet kisebb részekre bontják Kívülről befelé haladva a cortex, majd a paracortex és a medulla található Domború felszínén lépnek be az afferens nyirokerek, a hilusnál pedig a vérerek (artéria, véna), illetve a kilépő, efferens nyirokerek találhatók Rejcularis rostokból álló kötőszövetes alapállomány Immunsejtek belépési pontjai: – Véráram felől: magas endothelű venulák (HEV, high endothelial venule) – Nyirok felől: afferens nyirokér Szövej struktúra:[9.] – Cortex: B-sejtek tüszőkbe (folliculus) rendeződnek, az anjgént felismerő sejtek csíraközpontokat (centrum germinajvum) formálnak – Paracortex: T-sejtek és dendriXkus sejtek diffúzan – Medulla: főként anjtesteket termelő plazmasejtek
A nyirokcsomók szerkezete 2. Afferens nyirokér Nyirokáramlás
Primer nyiroktüsző Secunder nyiroktüsző
Kötőszövetes tok Subcapsularis sinus
Csíraközpont
A nyirok útja (végig endotéllel bélelt): 1. Afferens nyirokér 2. Subcapsularis sinus 3. Corjcalis sinus 4. Paracorjcalis sinus
Medullaris sinus
cortex (B-sejt zóna)
Köpenyzóna
5. Medullaris sinus
Paracortex (T-sejt zóna) Medulla Efferens nyirokér
Szeneszcens, sorvadó tüsző Vérerek
6. Efferens nyirokér
A nyirokcsomók szerkezete 3. B-sejt-specifikus chemokin T-sejt és dendriXkus sejtspecifikus chemokin
A s e j t e s e l r e n d e z ő d é s n e m véletlenszerű, hanem chemokinek által szabályozoR. (lásd később előadáson)
DendriXkus sejt Naiv B-sejt
Afferens nyirokér
B-sejt zóna T-sejt zóna
Naiv T-sejt
HEV
Artéria Naiv B-sejt
Naiv T-sejt
T-sejt zóna (paracortex) B-sejt zóna (folliculus) Immunofluoreszcens mikroszkópos felvétel (lásd később)
Capsule Tok
Nyiroktüsző (folliculus lymphajcus) Nyiroktüszők fő sejtes elemei:
Afferens nyirokér Afferent vessel
Secunder folliculus, csíraközpont Secondary follicle, germinal center
Folliculus (B-sejtek) Follicle (B cells)
Primer folliculus Primary follicle ParacorXkalis zóna (T-sejtek) ParacorXcal zone (T cells) Medulla Medulla
Köpenyzóna Világos zóna Sötét zóna
B-sejtek, macrophagok, folliculáris T-helper sejtek, folliculáris dendriXkus sejtek (FDC)
1. Primer folliculus: Anjgénnel még nem találkozoR B-sejtek 2. Secunder folliculus (csíraközpont):[9.] § Sötét zóna: centroblastok (proliferáló B-sejtek) § Világos zóna: centrocytak (anjgén-függő B-sejt érés, lásd később) § Köpenyzóna: tranziens (=áthaladó) B-sejtek
Magas endothelű venulák (HEV) HEV egy nyirokcsomóban
L-selecXn ligand endothelsejteken (IHC)
HEV luminális felszínéhez kitapadt T-sejtek (elektronmikroszkópos felvétel)
HEV-ek
HEV-hez kötődöO T-sejtek (fagyasztoO metszeO)
•
• T-sejtek HEV
A lymphocyták ezeken keresztül lépnek b e a s z ö v e t e k b e ( L - s e l e c j n segítségével, lásd később) Megtalálhatók minden másodlagos nyirokszervben (pl. nyirokcsomók, mandulák, Peyer-plakkok), KIVÉVE A LÉPET[10.]
A nyirokcsomók anjgén szűrése AnXgén nélküli nyirokcsomó Vérkeringés
Naiv Tsejt AkXvált T-sejt
HEV
Fertőzés a periférián Mikróbák Efferens nyirokér
Afferens nyirokér
Nyirokcsomó az anXgénnel HEV Nyirokér
Efferens nyirokér Ductus thoracicus Vena cava
Perifériás vérér
1. Perifériás szövetben fertőzés 2. Nyirokereken keresztül az anjgén többféle formában is bejuthat a nyirokkeringésbe: • NaWv, kötöO formában (pl. egész baktérium részeként) • NaWv, szolubilis formában (pl. elpusztult baktériumból származó fehérjék) • DendriXkus sejt felveszi a periférián, feldolgozza és beviszi bemutatni a Tsejteknek (pepjdként) 3. Lymphocyták HEV-en vagy afferens nyirokereken keresztül belépnek a nyirokcsomóba, találkoznak az anjgénnel (többit lásd később a félév folyamán)
Nyirokcsomó DendriXkus sejt
ANTIGÉN BEMUTATÁS ÉS T-SEJT VÁLASZ
Cervicalis nyirokcsomók Intercostalis nyirokerek
DRENÁLÓ NYIROKCSOMÓ
Axillaris nyirokcsomók Cisterna chyli ParaaorXcus nyirokcsomók
ANTIGÉN BEFOGÁS ÉS SZÁLLÍTÁS
Belekből érkező nyirokerek
DendriXkus sejt az anXgénnel Szabad anXgén Nyirokér
Kötőszövet
FERTŐZÉS
Inguinalis nyirokcsomók
Lép (lien vagy splen) • A bal hypochondriumban található, 150-200 grammos szerv. • Funkciói: – Immunológiai: a vér szűrése kórokozókra – Hemoglobin anyagcsere: elöregedeR vörösvérsejtek eliminálása a rejculoendothelialis Szív sejtek által → bilirubin képződés – Embrionális korban a májhoz hasonlóan vérképző szerv (kóros állapotokban ismét képezhet Vese vérsejteket) – Vörösvérsejt és vérlemezke raktár (emberben kevésbé jelentős)
Lép Hasnyálmirigy
A lép szerkezete 1. • • •
Külső kötőszövetes tok, trabeculák NINCSENEK afferens nyirokerek és HEV-ek Állománya:[11.] – Vörös pulpa: vérrel telt sinusoidok, melleRe nyílt keringés is: a rejcularis rostokból álló alapállományban zömmel vörösvérsejtek, macrophagok, plazmasejtek és rejculumsejtek találhatók – Fehér pulpa: nyirokszövet • PALS (periarterioláris lymphajcus hüvely): T-sejtek, dendriXkus sejtek • Folliculusok (Malpighi-tüszők): B-sejtek és folliculáris dendriXkus sejtek (FDC) • Marginális zóna: speciális, ún. marginális zóna B-sejtek (MZB, lásd később) és MZ macrophagok
Vörös pulpa Fehér pulpa
A lép szerkezete 2. Tok Trabecula Sinusoidok
Folliculus
Arteriola centralis
PALS (T-sejt zóna)
Marginális Fehér zóna pulpa PALS
Marginális zóna Csíraközpont
Vörös pulpa Vena lienalis
Arteria trabecularis
Folliculus
B-sejt zóna
Arteria lienalis
B-sejt zóna (nyiroktüsző)
Csíraközpont (sekunder folliculus, lépben Malpighi-tüsző) PALS (periarterioláris lymphaXcus hüvely)
T-sejt zóna (PALS)
Fehér pulpa immunhisztokémia folliculus
PALS: T-sejtek
arteria
Egér lép T-sejtjeinek jelölése Használt kromogén: AEC, szubsztrát: H2O2
A lép klinikai jelentősége •
•
•
Lépmegnagyobbodás (splenomegalia): Sok oka lehet, pl. hematológiai daganatok, túlműködés (pl. hemolyjcus anaemia), portális keringés zavara (cirrhosis), fertőzések (mononucleosis, malaria), tárolási betegségek[12.] Léprepedés (ruptura lienis): Trauma vagy más kórállapot hatására, veszélye a hasüregi vérzés Lép műtéj eltávolítása (splenectomia): Utána csökken a tokos baktériumok elleni védelem (lásd később)[13.] Lépmegnagyobbodás CT felvételen egy krónikus lymphocytás leukémiában (CLL) szenvedő betegben.
MALT (mucosa-asszociált nyirokszövet) • • •
•
•
Mucosa = hatalmas felszín a kórokozók bejutásához! MALT = A legnagyobb nyirokszövetünk. MALT: lokalizáció alapján további felosztás, pl.:[14.] – GALT (bél-asszociált nyirokszövet) – BALT (bronchus-asszociált nyirokszövet) – NALT (nasopharynx-asszociált nyirokszövet) Organizált MALT (anjgénnel való találkozás): – RendezeO struktúrákba (pl. nyiroktüszőkbe) tömörülő nyirokszövet (pl. Waldeyer-gyűrű mandulái, Peyer-plakkok, cryptoplakkok, izolált nyiroktüszők, lásd előadáson) Diffúz MALT (effektor funkciók): – E l s z ó r t l y m p h o c y t á k s z e r t e a n y á l k a h á r t y á k h á m r é t e g é b e n (IEL=intraepithelialis lymphocyta) és lamina propriajában
Organizált MALT Peyer-plakkok az ileum keresztmetszetében (H&E):
Waldeyer-gyűrű (mandulák): Tonsilla tubaria
Tonsilla pharyngea
Tonsilla palaXna
Tonsilla lingualis
Peyer-plakk
bélbolyhok
béllumen
Mind a mandulák, mind a Peyer-plakkok hasonlítanak a nyirokcsomók szöveRani felépítéséhez (B-sejtes tüszők, közöRük T-sejt zóna, HEV-ek, stb.), de a nyirokcsomókkal ellentétben nincsen kötőszövetes tokjuk.
SALT (bőr-asszociált nyirokszövet) Az epidermisben található Langerhans-sejtek felveszik az anjgént, feldolgozzák, majd az Epidermis elvezető nyirokereken keresztül beviszik a nyirokcsomókba, ahol bemutatják a T-sejteknek.[15.] A bőr kórokozókkal szembeni immunológiai védelmében Dermis számos sej•éleség részt vesz (pl. kerajnocyta, macrophag, γδ T-sejt, lásd később).
Langerhans sejt (DC a bőrben) KeraXnocyták Intraepithelialis lymphocyták Limfociták DC SzöveX macrophag
Afferens nyirokér
Nyirokcsomó Interdigitáló dendriXkus sejt
Köszönjük a figyelmet! A félév teljes gyakorlaj anyaga nemrég frissítésre került, így lehetnek benne hibák. (technikai hibák, elírások, nehezen érthető megfogalmazás vagy ábrák, esetleg túl hosszúak lehetnek) • A diasorral kapcsolatos visszajelzéseket és észrevételeket a félév folyamán a következő email címre küldhejtek:
[email protected] •
Hivatkozások 1. 1. 2.
Davison TF1: The immunologists' debt to the chicken. Br Poult Sci. 2003 Mar;44(1):6-21. Travlos GS1: Normal structure, funcXon, and histology of the bone marrow. Toxicol Pathol. 2006;34(5): 548-65. 3. Blood Journal: Of mice and men … and elephants (hRp://www.bloodjournal.org/content/100/13/4679? sso-checked=true) 4. Bianconi E1, et al.: An esXmaXon of the number of cells in the human body. Ann Hum Biol. 2013 Nov-Dec; 40(6):463-71. doi: 10.3109/03014460.2013.807878. Epub 2013 Jul 5. 5. Riley RS1, et al.: A pathologist's perspecXve on bone marrow aspiraXon and biopsy: I. Performing a bone marrow examinaXon. J Clin Lab Anal. 2004;18(2):70-90. 6. Levesque JP1, Winkler IG: MobilizaXon of hematopoieXc stem cells: state of the art. Curr Opin Organ Transplant. 2008 Feb;13(1):53-8. doi: 10.1097/MOT.0b013e3282f42473. 7. Pearse G1: Normal structure, funcXon and histology of the thymus. Toxicol Pathol. 2006;34(5):504-14. 8. Tomaszek S1, et al.: Thymomas: review of current clinical pracXce. Ann Thorac Surg. 2009 Jun;87(6): 1973-80. doi: 10.1016/j.athoracsur.2008.12.095. 9. Willard-Mack CL1: Normal structure, funcXon, and histology of lymph nodes. Toxicol Pathol. 2006;34(5): 409-24. 10. Umemoto E1, et al.: Novel regulators of lymphocyte trafficking across high endothelial venules. Crit Rev Immunol. 2011;31(2):147-69.
Hivatkozások 2. 11. 12. 13. 14. 15.
Cesta MF1: Normal structure, funcXon, and histology of the spleen. Toxicol Pathol. 2006;34(5):455-65. Mayo clinic: Enlarged spleen (splenomegaly) (hRp://www.mayoclinic.org/diseases-condijons/ enlarged-spleen/basics/causes/con-20029324) Weledji EP1: Benefits and risks of splenectomy. Int J Surg. 2014;12(2):113-9. doi: 10.1016/j.ijsu. 2013.11.017. Epub 2013 Dec 3. Cesta MF1: Normal structure, funcXon, and histology of mucosa-associated lymphoid Xssue. Toxicol Pathol. 2006;34(5):599-608. Tay SS1, et al.: The Skin-Resident Immune Network. Curr Dermatol Rep. 2013 Nov 28;3:13-22. eCollecjon 2014.
