Ajánlott tankönyvek: Gergely János, Erdei Anna: Immunbiológia Falus András: Az immunológia élettani és molekuláris alapjai Janeway, Travers, Walport, Schlomchik: Immunobiology
Paraziták Virulencia – egyes fertőzések esetében a kórokózónak szüksége van rá Patogének A közhiedelemmel ellentétben NEM hat olyan evolúciós nyomás ami a „régi” patogének patogenitását csökkentené
Az immunrendszer nem csak patogének, hanem paraziták (potenciális patogének) ellen is véd
Az immunrendszer működésének alapja: SELF-NONSELF DISCRIMINATION DANGER HYPOTHESIS
Az immunrendszer alkotórészei: VELESZÜLETETT VAGY TERMÉSZETES IMMUNRENDSZER ADAPTÍV (ANTICIPATÍV) IMMUNRENDSZER
A veleszületett (természetes) immunrendszer • PAMPs = pathogen-associated molecular patterns • PRRs = pattern recognition receptors • A fajspecifikus szignálok hiányának felismerése (személyi igazolvány ellenőrzése) • A veleszületett immunrendszer nagy biztonsággal különbözteti meg a patogének struktúráit a saját struktúráktól • valószínűleg minden eukariotára jellemző
Eukariota sejtmembrán
A természetes/veleszületett immunrendszer komponensei Mintázat-felismerő receptorok (Pattern Recognition Receptors) - immunsejteken és egyéb sejteken is Csontvelői eredetű immunsejtek: makrofágok, granulociták, dendritikus sejtek, természetes ölősejtek Szolubilis antimikrobiális fehérjék (pl. defenzinek) - immunsejtek és egyéb sejtek is termelhetik őket Citokinek
Az adaptív/anticipatív immunrendszer
Az adaptív immunrendszer receptorai szomatikus génátrendeződéssel jönnek létre az egyed élete folyamán A receptorok specificitása véletlenszerű, klonális eloszlásúak az antigén felismerése önmagában nem elegendő az adaptív immunválasz beindulásához, ehhez a veleszületett immunrendszer szolgáltat második szignált Az adaptív immunválasz csak a gerincesekben fordul elő – mai ismeretink szerint a porcoshalakban jelent meg
Ciona intestinalis (karcsú zsákállat) A „draft genome” már ismert, nincs komplett „gerinces típusú” adaptív immunrendszerük, de vannak immunglobulin típusú felismerőmolekulák
A veleszületett és az adaptív immunrendszer komplementaritása Az adaptív immunrendszer memóriája révén felgyorsítja és hatékonyabbá teszi az immunválaszt olyan patogénekkel szemben, amelyekkel az egyed már találkozott Egyedi, evolúciósan nem kódolt targetekre is válaszol (mutáns fehérjék, onkogének) Többek közt a természetes immunrendszert irányítja új célpontokra
Az adaptív immunrendszer alapvető jellemzője az immunológiai memória
Az adaptív / anticipatív immunrendszer komponensei Csontvelői eredtű immunsejtek: B sejtek és T sejtek Szomatikus génátrendeződéssel létrejövő T és B sejt-receptor Szolubilis immunglobulinok (antitestek) A citokinek egy része
ALAPFOGALMAK antigén (az anti-szomatogén kifejezés rövidítése) = a felismert idegen struktúra haptén - kis molekula, csak fehérje hordozóhoz, carrier-hez kötve vált ki választ epitop - a receptorhoz valójában kötődő molekularészlet
immunitás <=>immunológiai tolerancia
MHC-I
CD8
lineáris epitop, 9 aminosav
lineáris epitop
protein antigén MHC-II
konformációs epitop
CD4
lineáris epitop, 20 aminosav
Az immunrendszer működésének alapvető elve az immunsejtek folyamatos termelődése és pusztulása – gyorsan szaporodó patogénekkel találkozva nincs időnk immunsejteket termelni
Az immunrendszer sejttípusai: vérsejtek
– vvt 4-5 millió/mm3 – vérlemezke 2-300 000/mm3 – fehérvérsejt 5-15 000/mm3 –2.3. Gergely
– – – – –
neutrofil 35-70 % eozinofil 0.1-8 % bazofil 0.1-2 % monocita 2.5-15 % limfocita 20-50 %
A falósejtek két fő típusa: makrofágok (monociták) és polimorf magvú neutrofil granulociták Betolakodók elpusztítása Szövettörmelékek eltakarítása Antigének bemutatása Az immunválasz szabályozása Citokinek, antimikrobiális peptidek termelése
Az immunrendszer sejttípusai: a neutrofil granulocita • A vér legnagyobb számban előforduló immunsejtje • Bekebelezi, elpusztítja és megemészti a patogéneket
–2.3. Gergely
• Neutrofil granulocita S. aureus-t fagocitál • Szabad-gyököket és reaktív vegyületeket termelve pusztítja el a bekebelezett organizmusokat
–2.3. Gergely
Az immunrendszer sejttípusai: a makrofág • Szöveti makrofág Staph. Aureus-t fagocitál • Mintafelismerő (pattern recognition) receptoraival ismeri fel a patogéneket. • A vérben főleg éretlen makrofágok, monociták keringenek. • Szöveti makrofágok: Kupffersejt, alveoláris makrofág, hisztiocita, mikroglia, mezangiális sejt
Az immunrendszer sejttípusai: dendritikus sejt Antigén felmutatásra specializálódott fagocitota
–2.3. Gergely
Az immunrendszer sejttípusai: Langerhans sejtek A bőr dendritikus sejtjei, amelyek hálózatot alkotnak az epidermiszben
–2.3. Gergely
Az immunrendszer sejttípusai: Bazofil granulocita, hízósejt
A hízósejt granulumaikban vazoaktív anyagokat (szerotonin, hisztamin), kemotaktikus faktorokat tárol. A aktiválódás során a granulumok tartalma kiürül, ettől az eozinofil granulociták is aktiválódnak.
Az immunrendszer sejttípusai: az eozinofil
• A bazofilek, a hízósejtek és az eozinofilek eukarióta paraziták elleni védekezésben játszanak szerepet. • Allergiás reakciók kiváltói (IgE, IL-5, hisztamin)
–2.3. Gergely
Az immunrendszer sejttípusai: természetes ölősejt (natural killer, NK sejt)
Az immunrendszer sejttípusai: a limfociták • A B és T limfociták az adaptív immunrendszer sejtjei, • Szomatikus rekombinációval létrejövő receptoraik segítségével szinte bármilyen antigén felismerésére képesek
–2.3. Gergely
A limfociták egyik fajtája: ellenanyagtermelő plazmasejt
Az immunsejtek a vér és a szövetek között IRÁNYÍTOTTAN “ingáznak”
Az immunrendszer szervei • • • •
csontvelő tímusz nyirokcsomók, lép GALT, gut-associated lymphoid tissue (mandulák, féregnyúlvány Peyer-plakk)
• MALT. mucosalassociated lymphoid tissue, • BALT. bronchialassociated lymphoid tissue
Az immunrendszer szervei: a csontvelő • A csontvelő vérképző őssejtjei folyamatos osztódásban vannak • Differenciálatlan őssejtek és progenitor sejtek egyaránt termelődnek • A differenciálódást és irányát citokinek és növekedési faktorok határozzák meg
A vérképzés helyszíne az egyedfejlődés során változik
Az immunrendszer szervei: a csecsemőmirígy • A timuszban epitél eredetű elsődleges immunszerv. A tímuszban folyik a T-sejtek érése és „oktatása”, ami közben a sejtek túlnyomó többsége alkalmatlannak bizonyul és elpusztul.
Fiatal egyed tímusza
Idős egyed tímusza
A nyirokcsomó ritka sejtek találkahelye • Itt találkoznak a perifériáról antigénnel érkező dendritikus sejtek és a T sejtek • Itt találkoznak a B sejtek a helper T sejtekkel • Itt tárolódik az immunológiai memória kialakulásához szükséges immobilizált antigén
A nyirokcsomó forgalmi rendje • A naív T és B limfociták a nyirokcsomóba főleg annak vérkeringésén keresztül érkeznek. • A makrofágok, dendritikus sejtek, aktivált T és B sejtek általában az afferens nyirokéren keresztül lépnek be. • Valamennyien az efferens nyirokéren keresztül távoznak.
Magas endothélű endothél (high endothelial venule, HEV)
• A kéregalatti rész T-sejekben, a follikulus (nyiroktüsző) Bsejtekben gazdag. A medullában makrofágokat és plazmasejteket találunk.
Az immunrendszer szervei: a nyirokcsomó A B sejtek a follikuláris dendritikus sejtek (nem rokonai a dendritikus sejteknek!) felszínén kötött antigénekkel és Tsejtekkel kölcsönhatva érnek nagy affinitású ellenanyagokat termelő plazmasejtekké.
–2.3. Gergely
Az immunrendszer szervei: a lép • A lépet artériáinak öbleit (sinusok) nyílt vérkeringésű vörös pulpa veszi körül, itt fagocitálódnak az megöregedett vagy elpusztult vörösvértestek. • Az arteriolák közelében T-sejtekben gazdag zóna található. A marginális zónák B-sejtekből álló nyiroktüszők. Ezek alkotják a fehér pulpát. • A lép működése a nyirokcsomókéhoz hasonló, de ezekkel ellentétben nem lokális, hanem szisztémás immunszerv, a vért „szűri”.
Az immunrendszer szervei: a Peyer- plakk • A nyálkahártya epitél sejtek közt elhelyezkedő M-sejt felszínén kialakult „zsebben” makrofágokat, T- és Bsejteket találunk. –2.3. Gergely
• A Peyer-plakk follikulusaiban levő B-sejtek IgA termelő plazmasejtekké alakulnak. Az IgA-t az epitélsejtek transzcitózissal a nyálkahártya felszínére juttatják
A nyirokszervek nem statikusak, mind a limfociták, mind a dendritikus sejtek folyamtosan mozognak, így tapogatják le egymást.
A mellékelt animáció egy egér nyirokcsomót mutat. A zöld dendritikus sejtek a periférián vettek fel fluoreszcensen jelölt kolloidot. A T sejtek egy részét in vitro piros festékkel jelölték majd visszajuttatták az állatba.
Miller MJ, Hejazi AS, Wei SH, Cahalan MD, Parker I. T cell repertoire scanning is promoted by dynamic dendritic cell behavior and random T cell motility in the lymph node. Proc Natl Acad Sci U S A. 2004 Jan 13.
