Bevezetés; az immunrendszer működése vázlatosan
Erdei Anna Immunológiai Tanszék ELTE
Tanárszakosok, 2016
Immunológia 2015-16. tavaszi szemeszter Csütörtökönként 1200-1300 ig Déli tömb 5-202
1
2016. 02. 11.
2.
2016. 02. 18.
Az immunrendszer működése vázlatosan, az antigén fogalma Az immunrendszer sejtjei
3.
2016. 02. 25.
Az immunrendszer szövetei
4.
2016. 03. 3.
A veleszületett immunrendszer működése
5.
2016. 03.10.
Az adaptív immunrendszer elindítása; az antigén benutatása
6.
2016. 03. 17.
Ellenanyagok szerkezete és funkciója
2016. 03. 24..
Tavaszi szünet
7.
2016. 03. 31.
Immunválasz kialakulása baktériumok ellen
8.
2016. 04.7.
Immunválasz kialakulása vírusok ellen
9.
2016. 04.14.
Immunválasz kialakulása paraziták és gombák ellen. Vakcináció
10. 2016. 04.21.
Autoimmun betegségek
11.
Immunhiányos állapotok
2016. 04.28.
12. 2016.15.5.
Daganatos betegségek immunológiai vonatkozásai
?
terepgyakorlat?
2016.15.12.
1
Az ELTE Immunológiai Tanszék alapítója: Gergely János professzor (1925-2008)
A teljes könyv elérhető: http://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop425/201 1_0001_524_Immunologia/adatok.html
Az előadások anyaga pdf-ben: az Immunológiai Tanszék honlapján: http://immunologia.elte.hu/oktatas.php
2
„film”
Saját - nem-saját struktúrák megkülönböztetése, veszély felismerése immunsejt nincs pusztítás, tolerancia
saját struktúra
aktivált immunsejt
immunsejt idegen/káros struktúra (pl. kórokozó, fertőzött vagy tumorosá fajult sejt)
pusztítás
3
Két egymásra épülő immunrendszerünk van
mindkét immunrendszernek fell kell ismernie a kórokozót veleszületett (öröklött) immunitás első immunológiai védelmi vonal:
azonnal működő, pusztító mechanizmusok
szerzett (adaptív) immunitás második immunológiai védelmi vonal:
1-2 hét alatt kialakuló, memóriát biztosító mechanizmusok
Az immunológiai felismerés két szinten történik Veleszületett immunrendszer
1.
„durvább” felismerés
pl. baktérium
Adaptív immunrendszer
2.
A kórokozó molekuláris mintázatai (cukor, lipid, sziálsav alapján)
Mintázatfelismerő receptorok - falósejteken
„finomra hangolt” felismerés A kórokozó finom molekuláris részletei alapján
Fehérjekonformációt ill. peptideket felismerő receptorok limfocitákon
Yv
4
Orvosi Nobel-díj 2011. A veleszületett immunitás elemeinek feltárásért
Bruce A. Beutler
Jules A. Hoffmann
TLR-ek
Ralph M. Steinman
Dendritikus sejtek
A veleszületett (öröklött, natív) immunitás nélkülözhetetlen a magasabbrendű szervezetek védelmében veleszületett immunrendszer nélkül a kórokozók száma
adaptív immunrendszer nélkül
egészséges egerek
Charles A. Janeway Jr.
(1943- 2003.) 1 hét
2 hét
a fertőzés időtartama
5
15.5. ábra A veleszületett és az adaptív immunrendszer legfontosabb molekuláinak megjelenése az evolúció során
Veleszületett immunitás
Adaptív immunitás
Bev. 1. ábra Immunhomeosztázis
6
A felismerendő kórokozók számagombák nagy, etc. Környezetünkben vírusok, baktériumok, az immunrendszer feladata hatalmas Papillomavírus HIV
Influenzavírus
Herpesvírus
Hepatitis B vírus
109- 1010 Kolera baktérium
Streptococcus baktérium Anthrax baktérium
Staphylococcus baktérium
Candida gomba
Aspergillus gomba
Az immunrendszer elemei testszerte elszórtan, mindenütt jelen vannak
3.25. ábra Elsődleges és másodlagos nyirokszervek
7
Bev. 2. ábra Az immunválasz kialakulása
Antigének Antigén - amit az immunrendszer felismer (antiszomatogén Detre László)
8
Mikroba – patogén (kórokozó) – antigén (ag) Környezetünkben hasznos és káros mikroorganizmusok vannak köztük kórokozók - fertőzést, betegséget kiváltók – patogének vírusok, baktériumok, gombák, protozoonok, férgek
Az immunrendszert aktiváló és fajlagos (specifikus) immunválaszt kiváltó patogének egyben antigének is. Nem minden antigén patogén (pl. autoantigének, allergének)
Antigén – immunválaszt vált ki Az érett immunrendszer sejtjei (limfocitái) által felismert antigének immunválaszt és immuntoleranciát is kiválthatnak Az antigén fizikai-kémiai-biológiai sajátságai mellett fontos az azzal kölcsönhatásba kerülő szervezet (recipiens) Antigén-felismerés: - eredeti, „natív” formában - az antigénbemutató sejt (APC) által feldolgozott formában
9
Az antigén jellemzői az immunrendszerben kiváltott folyamat alapján: - immunogenitás – immunválaszt kiváltó hatás (ag – immunogén) - tolerogenitás – immunológiai válaszképtelenség (ag – tolerogén) - antigenitás – specifikus reakciókészség immunsejtekkel, ellenanyaggal
Az antigének kémiai természete: a természetes antigének elsősorban fehérjék, de szinte bármi más kémiai természetű anyag is lehet (széhidrátok, lipidek, fémionok, gyógyszerek etc.)
2.1. ábra Az antigének felépítése (többnyire fehérjék) Az antigén részei: - hordozó - epitop (antigén determináns csoportok)
feltekeredett polipeptid-lánc felszíni és rejtett determinánsokkal
Haptének: kis molekulák, csak hordozóhoz kötve imunogének. pl. fémionok (Ni, Cr stb.) albuminhoz kötve - allergiát, bőrkiütést okoznak
a térbeli szerkezet a felszíni és a rejtett determinánsokkal
10
2.2. ábra Antigén-determinánsok pl. az ellenanyag (B-sejt) által felismert struktúrák
2.3. ábra Az antigén (hordozó és haptén komplexe) többféle specificitású ellenanyag képződését indukálja Kísérletes körülmények – hordozó pl. albumin, haptén pl. FITC
számos B-sejt klón aktiválódik, eltérő specificitású ellenanyagok keletkeznek
poliklonális immunválasz
11
Oltóanyagok, vakcinák – az antigén mellett adjuvánst tartalmaznak (adjuvare – segíteni) Az immunogenitást fokozzák – gyulladás keltés - a veleszületett immunelemek fontossága!
táplálékkal, szájon át (per os – p.o.) intravénásan (i.v.) Az antigén beadásának módja és helye befolyásolja az immunizálás hatékonyságát: bőrbe (intradermális – i.d.) bőr alá (szubkutan – s.c.) izomba (intramuszkuláris - i.m.) peritoneumba (intraperitoneális – i.p.
2.4. ábra Ellenanyagok keresztreakciójának molekuláris háttere Ugyanaz az ellenanyag fajlagosan felismer két teljesen eltérő molekulát
„antigén-mimikri”
12
Baktérium-ellenes antitest keresztreakciója szívizom sejttel – autoimmun reakció a baktérium és a szívizom hasonló antigén-szerkezete miatt Streptococcus haemolyticus (mandulagyulladás okozója) ellen termelődött ellenanyag
a szívizomzat fehérjéihez kötődik bal pitvar és bal kamra közti nyílás
normál
gyulladt
szívizomgyulladást válthat ki („reumás láz”)
Allergének kereszt-reakciói Nagyfokú hasonlóság az allergiás reakciót elsődlegesen kiváltó pollen-antigén és biz. étel fehérje-antigén között; az étel is allergizál
pollen-eredetű fehérje determináns
specifikus ellenanyag
ételeredetű fehérje determináns
kereszt-reakció, keresztreagáló antitestek
13
Allergének keresztreakciói 1.
Parlagfű-pollen:
görögdinnye, sárgadinnye, cukkini, uborka, tökfélék, kamilla, banán, napraforgómag
„kényes egyensúly”
14
Bev. 3. ábra Az immunrendszer „kétélű kard”
F i z i o l ó g i á s
immunhiányos állapotok
I m m u n p a t o l ó g i a
16.1. ábra A három nagy szuperrendszer, az ideg-, immun- és endokrinrendszer közötti kölcsönhatások
15
16.3. ábra A neuroendokrin- és az immunrendszer kölcsönhatása
immunszupresszió
immunstimuláció
TOLERANCIA autoimmun betegségek, krónikus gyulladás etc.
immunológiai homeo sztázis
immunhiányos állapotok, tartós fertőzés etc.
REAKTIVITÁS
16
17
