1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif 1212570_28446780.jpg logo_mu_cerne.gif
IMUNOTOXIKOLOGIE
Úvod do struktury a fungování imunitního systému 1
Luděk Bláha
blaha@recetox.muni.cz
OPVK_MU_stred_2

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
Hlavní funkce imunitního systému
•obrana před „cizím“ a škodlivým (obranyschopnost)
–makromolekuly nebo mikroorganismy/patogeny
–BAKTERIE, VIRY, PARAZITÉ, Houby, plísně
•
•nádory, transplantáty vs. vlastní tkáň
(imunitní dohled vs. autotolerance)
•
•Realizace funkcí:
–orgány I.S.
–buňky I.S.
–molekuly (rozpuštěné / vázané na membrány)
•

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
• Rozeznání „vlastní“ (tolerance) vs. cizí struktury
• Specifita a selektivita
• Zesilování imunitní odpovědi
• Přesná kontrola a řízená spolupráce složek I.S.
• Redundance - (částečná) vzájemná nahraditelnost složek I.S.
• Paměť
Základní charakteristiky imunitního systému

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
Základní typy imunity
•VROZENÁ
• - přirozené bariery (kůže, sliznice)
• - fyziologické bariery (T, pH v žaludku, lysozym ve slinách, soutěž s přirozenou mikroflorou GIT)
•
– Realizace
– - rozpoznání a odstranění „konzervovaných“ struktur bakterií
– - buňky: fagocyty (granulocyty, makrofágy)
– - cíl: rychlé odstranění nebezpečí (bez paměti)
•
•SPECIFICKÁ (ZÍSKANÁ)
• - učení (vlastní / cizí) à paměť à rychlá a účinná reakce
•
• Realizace
– - antigeny / receptory (protilátky)
– - buňky: řízení - T-lymfocyty, realizace - B-lymfocyty a další

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
ORGÁNY imunitního systému
•Orgány – lokalizované v těle
–umístění v blízkosti možného vstupu patogenů / sliznic (ústa, genitálie …)
•Spojené cévami (krevními a lymfatickými)
•
•Primární (centrální) orgány:
• vývoj lymfocytů
• Brzlík (Thymus) - T-lymfocyty (T-b.)
• Kostní dřeň (u ptáků Bursa fabricii) - B-lymfocyty
•
•Sekundární orgány (lymfoidní orgány)
• zrání lymfocytů, vznik a realizace imunitní odpovědi
největší orgán – sliznice vč. GIT (1.7 m2; Peyerovy plaky)
• lymfatické uzliny / mandle, slezina
•
•Další info - viz VIDEO: 01-Organs.MOV,
time 0:00 - 1:00 a od 04:15
•

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
http://www.tigis.cz/Knihy/imuno/
Orgány imunitního systému

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
Kostní
dřeň
…
krevní oběh
+ další
orgány
Buňky imunitního systému

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
1ml krve
5x109 ERY
5-8x106 LEU, z toho
   Granulocyty
   40% NEU
   1-9% EOS
   0.5% BAS
   Lymfocyty 20-40%

  Monocyty 5%

Buňky imunitního systému

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
Studijní materiál - viz VIDEO:
01-Organs.MOV, time 01:00 - 04:15
Buňky imunitního systému

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif C:\Documents and Settings\Ludek\My
Documents\katedra\Vyuka-Prednasky\Imunotox\2008\podklady\cells1.jpg C:\Documents and
Settings\Ludek\My Documents\katedra\Vyuka-Prednasky\Imunotox\2008\podklady\cell2.jpg
•1) Morfologické (mikroskopické odlišení)
•
Buňky imunitního systému - charakteristiky

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
•
•2) Biochemické charakteristiky
•
•Exprese různých proteinů na povrchu
(CD“ - cluster differentiation antigeny)
•Popsáno ~ 250 různých CD-Ag
•Průkaz? Imunochemická detekce zpravidla průtokovou cytometrií
•
•Hlavní CD antigeny
•CD3 všechny T-buňky (!ne B-b.)
–podskupiny T-b.
–CD4 (Th buňky, „helpery“)
–CD8 (Tc buňky, „cytotoxické“)
•CD19, CD20 B-buňky (!ne T-b.)
•
•CD56 - NK buňky (!ne další lymfocyty)
•CD14 - Makrofágy a monocyty
•CD66 - Neutrofily
•
Buňky imunitního systému - charakteristiky

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
Charakteristiky vč. Funkcí a Proliferační odpovědi


1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
Buňky imunitního systému - FAGOCYTY
•Neutrofilní granulocyty
–žijí velmi krátce v krvi, rychlé vykonání funkcí a odbourání
–primární ochrana proti extracelulárním bakteriím
–fagocytóza (intracelulární zabíjení), funkce v primárním zánětu
–CD66 pozitivní, neexprimují MHC-II proteiny (neprezentují Ag !)
•
•Monocyty (mobilní) à makrofágy (tkáňové)
–fagocytóza patogenů / nádorů / apoptotických tělísek, obnova tkání
–prezentace antigenu (specifická / získaná imunita - T-b.)
–APC (antigen-prezentující buňky)
–CD14 pozitivní, adherence na sklo a plast
–produkce cytokinů / aktivace po působení vlastních i cizích cytokinů
–obrana proti extracelulárním i intracelulárním patogenům
•
•Dendritické buňky
–APC v tkáních - vychytávání Ag
–migrace do uzlin, prezentace APC a vývoj imunitní odpovědi
•

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
•Eosinofilní granulocyty
–obrana proti velkým parazitům (prvoci, tasemnice…)
–uvolnění lytických enzymů z granulí / umí i fagocytovat
–uplatňují se při alergických reakcích
•
•Basofilní granulocyty
–v granulích heparin a histamin: funkce při zánětu (rozšiř. cév)
–prezentace antigenu (specifická / získaná imunita - T-b.)
•
•Žírné buňky (heparinocyty, mastocyty)
–tkáňová obdoba basofilů
Buňky imunitního systému – další GRANULOCYTY

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
•T-lymfocyty (CD3+)
–řízení a rozhodování v I.S.
–Subpopulace - Th (CD4+) Tc (CD8+)
•
•B-lymfocyty (CD19+, CD20+)
–příjem, zpracování a prezentace antigenu (APC)
–schopny zpracovat rozpustný/solubilní Ag (oproti dalším APC)
–produkce protilátek
•
•NK buňky (CD56+)
–vypadají jako T-buňky ale NEmají T-buněčný receptor (CD3-)
–rozpoznání a likvidace (jako Tc) míst s malou expresí/bez MHC-I
(tj. místa s nádory, viry napadené buňky)
Buňky imunitního systému – LYMFOCYTY

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
ANTIGENY
•Antigen / Imunogen
–látka vyvolávající odpověď imunitního systému
–zpravidla protein/peptid - cca 10 aminokyselin
•
•Epitop
–Část Ag u velkých „antigenů“ (např. bakterie, velký protein)
–více částí Ag (více epitopů) může vyvolat imunitní reakci
•
•Hapten
–malá molekula (např. i léčivo)
–vyvolá reakci až po vazbě na protein
•

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
ANTIGENY
•Alergen
–Ag, který není škodlivý a přesto vyvolá silnou reakci
•
•Superantigen
–silná aktivace imunitního systému bez Ag navázaného na receptoru T-b
–Spojení T-receptor s MHCII (např. T-buňka vs. Mfág)
–Př. Stafylokokový enterotoxin B

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
Molekuly v IS – odlišení „vlastního“ od „cizího“ = MHC
•Buňky těla nesou na povrchu proteiny MHC
–Major Histocompatibility Complex (také „HLA“ – Human Leukocyte Antigens)
–VŠECHNY buňky těla nesou MHC-I
–APC buňky nesou navíc MHC-II (tj. mají MHC-I + MHC-II)
•
•Funkce MHC
–- značka příslušnosti bb. k organismu
-zpracování a vystavení Ag
-MHC-I à prezentace CD8+ T-buňkám
-MHC-II à prezentace CD4+ T-buňkám
•
•Variabilita ve struktuře MHC
• - genetická „příbuznost“ à možnost transplantací orgánů
•
•Buňky I.S.
• - naučí se rozpoznávat vlastní MHC (T-b., NK-b.)
• - dokáží rozpoznat MHC s navázaným Ag a reagovat (T-b)
• - „cízí“ MHC v těle: velmi silná reakce (transplantace …)
•
•Více informací - MHC - viz VIDEO: 02-MHC.MOV

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
Odlišení vlastního od cizího – role T-buněk
•!!! viz VIDEO: 03-T-Cell-Education.MOV
•
•Nezralé T buňky
–nesou jak CD3 tak oba CD4 a CD8 (CD3+/4+/8+)
•
•Zrání T-bb.
–Thymus během embryonálního vývoje
–Kůra thymu - Positivní selekce
•T-buňky, které nerozpoznají MHC à apoptoza
–V dalších částech brzlíku Negativní selekce:
•příliš silná vazba (hrozí auto-reakce) à apoptoza
•
•Zralé T-buňky
–CD3+/4+ nebo CD3+/8+ (podle procesů během zrání)
•
•

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
Odlišení „vlastního od cizího“ – role T-buněk


1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
Přehled - hlavní molekuly imunitního systému
(detaily – viz dále – popis funkcí IS)
•Glykoproteiny MHC I a II tříd (= HLA u lidí) – viz dříve
•
•Ag-specifické receptory na povrchu T- a B- buněk (TCR/BCR)
•
•Protilátky (Ab) / Imunoglobuliny (Ig) - produkce B-b.
•Receptory pro Fc fragmenty Ig - různé buňky (bb)
•
•Cytokiny - různé bb, vč. bb IS
•Receptory pro cytokiny - různé bb, vč. IS
•
•Komplement (C) & receptory pro C (různé bb.)
•
•Adhezivní molekuly
•Kostimulační molekuly
•