Doc. RNDr. Antonín Lojek, CSc. RNDr. Milan Číž, PhD. Mgr. Lukáš Kubala, Ph.D. Oddělení patofyziologie volných radikálů Biofyzikální ústav AV ČR , Brno
Témata přednášek Datum
Přednáška
18. 9.
Úvod do imunitního systému, historie, základní pojmy
25. 9.
Antigeny, hlavní histokompatibilitní komplex a prezentace antigenu
2. 10.
Protilátky
9. 10.
Buňky a tkáně imunitního systému
16. 10.
Fagocyty
23. 10.
Zánět, komplement
30. 10.
Vznik a vývoj T a B-lymfocytů
6. 11.
Buněčná komunikace
13. 11.
Cytokiny
20. 11.
Autoimunita, imunodeficity
27. 11.
Alergie a hypersensitivita
4. 12.
Infekční onemocnění
11. 12.
Transplantační a protinádorová imunita
18. 12.
Imunomodulace, vakcinace
Garland Science Publishing 2005 CD-ROM inside contains: Animations Videos figures
Zkouška: Bude písemná
Imunologie = obrana před cizími makromolekulami nebo invadujícími mikroorganismy (a odpověď na ně)
Houby, plísně (Epidermophyton) BAKTERIE (Clostridium)
VIRY- Polio
PARAZITÉ (červi)
Úvod do imunitního systému, historie, základní pojmy Krátká historie imunologie ~ 430 B.C: Peloponéské války, Řekové popsali mor a poznali, že ti, kteří se zotavili z nemoci, mohli obsluhovat nemocné již bez rizika Onemocnění způsobuje gramnegativní tyčinkovitá bakterie Yersinia pestis. Onemocnění má dvě formy - plicní (té se říká černá smrt) a bubonickou (dýmějový mor). Forma bubonická je na člověka přenášena blechami, které se infikovaly na nakaženém hlodavci (hlavně kryse). Po kousnutí infikovanou blechou dochází ke zhnědnutí kousance, poté se objeví boule v oblasti mízních uzlin. Forma plicní se přenáší kapénkovou infekcí z člověka na člověka a je mnohem nebezpečnější. Působí velice rychle a neléčena má velice vysokou úmrtnost (až přes 90 %). Poslední epidemie moru postihla Čechy a Moravu počátkem 18. Století (zdroj – Wikipedia).
Úvod do imunitního systému, historie, základní pojmy Krátká historie imunologie Pravé neštovice, také černé neštovice, lat. Variola nebo Variola vera je prudce nakažlivé akutní onemocnění, způsobené virem z čeledi Poxviridae. Jedná se o jedno z nejnebezpečnějších onemocnění, jen během 20. století neštovice zahubily 300–500 miliónů lidí, ještě v roce 1967 onemocnělo 15 miliónů lidí a 2 milióny jich zemřely. O deset let později se tato nemoc stala zatím jedinou na světě, kterou se soustředěným úsilím a celosvětovým očkovacím programem podařilo porazit; pravé neštovice byly roku 1979 prohlášené Světovou zdravotnickou organizací za zcela vymýcené. Plané neštovice (Varicella) jsou vysoce nakažlivým onemocněním, které má pověst dětské nemoci, neboť většina lidí se nakazí již při svém dětství a prodělání choroby dotyčnému zajistí doživotní imunitu. Onemocní-li člověk dospělý, vede to obecně k těžšímu průběhu nemoci. Nemoc se šíří zejména vzdušnou cestou. Infekčním materiálem je kůže a je možné, že i respirační sekrety (neprokázáno). Kravské neštovice napadají hovězí dobytek.
15. století: Číňané a Turci používají zaschlé krusty neštovic 1798: Edward Jenner – vakcína proti neštovicím (z latinského vacca = kráva)
Edward Jenner – vakcína proti neštovicím (původcem je poxvirus)
Úvod do imunitního systému, historie, základní pojmy Krátká historie imunologie Od r. 1901 bylo uděleno celkem 19 Nobelových cen za výzkum v oblasti imunologie Příklady:
Fagocytóza a přirozená imunita (1908 – I. Mečnikov) Objev krevních skupin (1930 - K. Landsteiner) Transplantace orgánů (1990 - J.E. Murray and E.D. Thomas)
Česká imunologie Milan Hašek Jaroslav Šterzl Karel Nouza Miroslav Ferenčík Jindřich Lokaj
Imunitní systém Nespecifická immunita (vrozená, inátní)
Specifická immunita (adaptivní, získaná)
• Anatomické bariéry (kůže, mukózní membrány)
• Specificita antigenu
• Fyziologické bariéry (teplota, pH)
• Imunologická paměť
• Diverzita receptorů
• Fagocytární bariéry
• Rozpoznání vlastní/cizí
• Z buněk zahrnuje hlavne granulocyty a makrofágy
• Z buněk zahrnuje hlavně lymfocyty
• Zánětlivé bariéry
Základní definice Antigen: (Ag) látka, která stimuluje imunitní odpověď ~ 10 aminokyselin Může to být jakákoliv molekula (např. komponenta bateriální buněčné stěny) Protilátka (antibody - Ab): rodina obranných proteinů, které jsou vyráběny buňkami imunitního systému po stimulaci antigenem
Buňky imunitního systému
Jak se dají buňky rozlišit ??? Morfologicky: Lymfocyty jsou menší, granulocyty větší s granulemi, která se barví různými barvivy (Diferenciální počet buněk) CD Ag systém: ~150 cell povrchových proteinů rozlišitelných pomocí monoklonálních Ab To nám dovolí přesně identifikovat různé buněčné typy a jejich funkční stavy
T cell
B cell
B buňky Mají protilátky na svém povrchu a slouží jako receptory pro antigen Plasmatické buňky (efektorové B buňky) sekretují protilátky protilátka = antibody (ab) = imunoglobulin (Ig) B cell antigen receptor (BCR) = B buněčný receptor = Buněčná povrchová protilátka = Membránový imunoglobulin (mIg) (transmembránový protein)
Rozpustná protilátka (soluble antibody) = sIg (nikoliv BCR)
T lymfocyty Cytotoxické T lymphocyty (CTL) (zabíječské T buňky) zabíjí vlastní infikované buňky
TH1 aktivují makrofágy TH2 aktivují B buňky (helper T lymfocyty) I když T buňky jsou klíčové v adaptivní imunitě, samy přímo nezabíjí nebo nepoškozují patogeny T buněčný receptor pro antigen (= cell antigen receptor - TCR) je pouze na T buňkách, tzn. nemá solubilní formu)
Přirození zabíječi (natural killers - NK) jsou to lymfocyty, které mohou zabít vlastní buňky (např. infikované virem) bez použití specifického receptoru
Klíčové CD antigeny k zapamatování CD3 na všech T buňkách, ale ne na B buňkách. Mezi T buňkami existují 2 podskupiny: CD4 “helper T cell” CD8 cytotoxické T cell CD 19 a 20 jsou na B buňkách, ale ne na T buňkách CD56 je na NK buňkách, ale ne na jiných typech lymfocytů
Humorální a buněčná imunita
Centrální (primární) a periferní (sekundární) lymfoidní orgány Lymphoidní orgány obsahují lymfocyty a nelymfoidní buňky (jako makrofágy a dendritické buňky) Lymfoidní orgány jsou důležité pro generování a zrání lymfocytů, iniciaci imunitní odpovědi a její průběh
Centrální lymphoidní orgány
Centrální (primární) lymfoidní orgány jsou místem pro tvorbu a časné zrání lymfocytů T buňky zrají v thymu B buňky zrají v kostní dřeni
Když B a T buňky dozrají v kostní dřeně nebo thymu (centrální lymphoidní orgány), cirkulují v krvi a periferními lymfoidními orgány. Do té doby, než se setkají s antigenem který se naváže na BCR nebo TCR, se nazývají čerstvě zralé, naivní lymfocyty Když se setkají s antigenem (dojde k vazbě na jejich antigenní receptor), potom: 1. Ukončí cirkulaci zachycením se v lymfatické uzlině nebo jiném periferním lymfoidním orgánu 2. Proliferují (dělí se) 3. Diferencují do efektorových buněk
Antigeny z periferie mohou být zachyceny makrofágy a dendritickými buňkami a transportovány do periferních lymfoidních orgánů cestou aferentních lymfatických cév Antigeny mohou rovněž samy putovat aferentními lymfatickými cévami do periferního lymfoidního orgánu, kde se mohou setkat s makrofágy a dendritickými buňkami V lymfoidním orgánu se mohou antigeny vázat na Agspecifické B buňky nebo mohou být prezentovány T buňkám. Výsledkem je aktivace T anebo B buněk (proliferace a diferenciace) Aktivace B buněk vyžaduje pomoc aktivovanými T buňkami Efektorové lymfocyty mohou zůstat v lymfoidním orgánu (TH2) nebo ho opustit eferentní lymfatickou cévou do místa infekce (plasmatické buňky a TH1) nebo do kostní dřeně tvořit protilátky (plasmatické buňky)
Molekuly imunitního systému 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Antigenně specifické receptory na povrchu T a B lymfocytů MHC glykoproteiny I. A II. třídy FC receptory (váží Fc části imunoglobulinů) Adhezivní molekuly Imunoglobuliny Cytokiny a jejich receptory Receptory složek mikrobiálních povrchů Receptory komplementového systému
Aktivace nespecifických mechanismů imunity Zapojují se jako první, jsou nezbytné pro celkový výsledek imunitní reakce Založeny především na rozpoznání chemických struktur přítomných na povrchu mnoha mikroorganismů, ale nepřítomných na povrchu vlastních buněk Aktivují se fagocyty (pohlcení a likvidace, příp. prezentace pathogenu), humorální systémy (komplement)
Aktivace specifických mechanismů imunity Založeny na klonálním, anticipačním principu (alespoň několik z desítek milionů lymfocytů je schopno rozeznat Ag a reagovat množením – vytvořením klonu) Důležitý je princip druhého signálu od jiných buněk imunitního systému Pokud není, dochází k funkčnímu útlumu a k apoptóze. Tím se organismus brání proti snadné a potencionálně nebezpečné aktivaci lymfocytů.
Základní charakteristika imunitního systému • Rozeznání vlastní / cizí • • • •
Specificita Amplifikace selektivní imunitní odpovědi Přesná kontrola imunitní odpovědi Spolupráce (orchestrace) jednotlivých složek imunitního systému • Tolerance - z repertoáru antigenně specifických lymfocytů je nutno odstranit (umlčet) všechny klony, které by rozeznávaly vlastní struktury. Imunitní systém musí být tolerantní vůči vlastním buňkám a molekulám.
• Redundance -
většina prvků imunitního systému je alespoň částečně nahraditelná jinými prvky. Tato redundance snižuje zranitelnost systému náhodnými malými poruchami.
• Paměť
