Imunitní systém
- unkce imunitního systému
- Obranyschopnost = IS rozpozná vnější škodliviny a chrání organismus proti patogenním mikroorganismům a jejich toxickým produktům
– patogeny pozná podle specifických rysů cizosti a podle přítomnosti nekroticky mrtvých buněk
- Autotolerance – IS rozpozná vlastní tkáně organismu a udržuje toleranci vůči nim
- Imunitní dohled – IS rozpoznává vnitřní škodliviny, tedy odstraňuje staré, poškozené, nakažené a některé zmutované buňky
- Druhy imunitních mechanismů
- mechanismy lze rozdělit na nespecifické a specifické, ale pro správnou funkci imunitního systému je jejich spolupráce nutná
- Nespecifická imunita
- vrozená
- evolučně starší
- mechanismy se nerozlišují podle antigenů, jsou obecné
- Bariéry
- Kůže
- tvoří hydrofóbní pokryv těla -> vrstvička tuku, která se patogenním bakteriím špatně metabolizuje
- na povrchu žijí komenzální bakterie, které již zabírají místo cizím bakteriím
- na povrchu se nachází neživé buňky, což brání průniku virů
- potní žlázy vytváří kyselinu urokanovou, která chrání proti UV záření
- Slzy a sliny – obsahují hydrolytický enzym lysozym
- Řasinky – vytváří peristaltickou vlnu uvnitř dýchací trubice -> posouvají cizorodé látky zpátky ven
- Žaludek – kyselé pH (2,5 – 3) a amylázy zajišťují štěpení bakterií
- Buněčná složka – fagocytující a přirozeně toxické (NK) buňky
- Humorální složka – komplementový systém, interferony, lektiny a jiné sérové proteiny
- Specifická imunita
- vytváří se až v průběhu života
- vytváří se po prodělané nemoci či očkování -> při první setkání s antigeny je reakce nízká a pomalám
- založena na rozeznávání jednotlivých cizích antigenů
- Humorální mechanismy – založené na protilátkách
- Zprostředkované mechanismy – založené na T lymfocytech
- Imunologická paměť
- Antigen
- glykoprotein na povrchu každé buňky
- látka, kterou je imunitní systém schopen rozpoznat a reaguje na ni
- každý antigen má jednoho soupeře
- MHC I. třídy
- vlastní buňky našeho těla
- nebojuje se proti nim
- autoimunitní onemocnění – leukocyty ničí buňky tělu vlastní
– roztroušená skleróza, artritida
- MHC II. třídy
- cizí buňky – patogeny, viry
- APC – antigen prezentující buňky
- tělo je chce zničit
- Alergen – schopen vyvolat alergickou imunitní reakci
- Epitop – malá oblast molekuly antigenu, která je rozeznávána imunitními receptory
– např. kousek zbytku bakterie vystavený na MHC II receptoru
- Imunokomplex – komplex antigenu s protilátkami a komplementovými fragmenty
- Lymfatické orgány
- Primární
- Kostní dřeň – vznik bílých krvinek
- Brzlík – vyzrávání T-lymfocytů
- Sekundární
- Slezina – velké množství fagocytujících leukocytů -> dochází zde k velkému vychytávání patogenů
- Apendix – kontroluje a reguluje množství bakterií v tlustém střevě
- Peyerovy pláty –
- Imunocyty
- buňky vznikající z puripotentních buněk v kostní dřeni
- Myeloidní linie
- tvoří základ nespecifické imunity
- buňky se vytvoří a zralé jsou uvolněny do krve
- Monocyty
- největší ze všech leukocytů
- fagocytující buňky, mohou fagocytovat opětovaně
- antigen prezentující buňky
- monocyty vycestovávají z krevního řečiště, kde vyzrávají ve své aktivní formy – tkáňové makrofágy
- Makrofág
- reguluje množství patogenních organismů
- informuje ostatní látky IS prostřednictvím cytokinů, které putují tkáňovým mokem
- zlepšuje schopnost fagocytózy -> zvětší dynamiku pseudopodiárních výběžků, ale stále se jedná o nespecifickou formu imunity
- Neutrofilní granulocyty
- tvoří 50-70% leukocytů -> nejvíce ze všech leukocytů
- velké asi jako červené krvinky
- průměrná doba života po uvolnění z kostní dřeně činí 4-8 hodin v krvi a 4-5 dní ve tkáni
- velmi pohyblivé
- hlavní funkce je fagocytóza, ale jedná se o mikrofágy
- mohou fagocytovat pouze jednou, potom buňka zahyne
- vytéká-li z rány hnis, je tvořen především mrtvými neutrofily
- Eozinofilní granulocyty
- jejich granula se eozinofilními barvivy obarví na červeno
- obrana proti různým parazitickým onemocněním – tasemnice, hlístice
- kooperace s fibroblasty -> produkce vláken pro fixaci parazita
- schopnost fagocytózy, není to však jejich hlavní úloha
- uplatnění při alergických reakcích – jejich množství se u alergií může znatelně zvyšovat
- Bazofilní granulocyty
- nejméně četné ze všech granulocytů i bílých krvinek
- jejich granula se barví bazofilními barvivy temně modře až modrofialově
- obsahují především heparin a histamin -> látky účastnící se především zánětlivé odpovědi a alergických reakcí
- teoreticky jsou schopné i fagocytovat
- v kooperaci s eosinofily jsou zodpovědné za vznik anafylaktického šoku.
- Mastocyty
- obdoba bazofilů
- nachází se na sliznicích a v pojivových tkáních
- obrana proti parazitárním infekcím
- hrají roli při regulaci imunitní odpovědi a komunikaci mezi nervovým a imunitním systémem
- jedny z prvních buněk aktivovaných při zánětu
- uvolněné látky přímo poškozují napadeného parazita a vyvolávají reakce k jeho vypuzení
- Dendritické buňky
- profesionální fagocyty
- primárně se vyskytují na sliznicích, neboť zde je větší pravděpodobnost kontaktu s patogenem
- na rozdíl od makrofágu neprodukuje cytokiny -> není schopna chemotaxe
- slouží jako antigen prezentující buňka.
- Lymfoidní linie
- vývoj se dokončuje mimo kostní dřeň
- B lymfocyty
- látková imunita – produkují protilátky
- po výstupu z kostní dřeně je nediferenciovaná -> neumí proti nikomu bojovat
- vývoj se dokončuje po setkání s antigenem v uzlinách, slezině a Peyerových plátech
- po setkání s antigenem ho B lymfocyt naváže na sebe (BCR)
- rozdělí se na paměťovou a plazmatickou buňku
- plazmatická buňka – vyrobí protilátku
– protilátku demonstruje na svém těle a vyhledává ten patogen
- paměťová buňka – rozpoznává patogen, čeká, jestli se znovu neobjeví
- T lymfocyty
- buněčná imunita
- dozrávají v brzlíku (thymus)
- reagují na antigeny nebo antigen prezentující buňky (APC) – dendritické buňky, makrofágy, B lymfocyty
- antigen navážou na TCR receptor
- TH = pomocné
- stimulují a zesilují imunitní odpověď -> podporují tvorbu protilátek (B lymfocyty)
- napadány virem HIV -> imunitní odpověď je zeslabena
- rozpoznají jen antigen MHC II buněk
- TC = cytotoxické
- přímo zničí antigen nebo jeho nositele
- rozpoznají jen antigen MHC I buněk -> všechno, co nepoznají, zabíjí
- TS = supresorové
- potlačují imunitu -> blokují aktivitu jiných T lymfocytů
- brání agresivním T lymfocytům, které by mohly napadat zdravé buňky organismu -> vznik autoimunitního onemocnění
- výhodné při transplantacích
- NK buňky
- součást imunity zajišťující rychlé obranné reakce proti virům, bakteriím, patogenům a nádorovým buňkám
- uplatňují se u nespecifické imunity -> nepotřebují antigen
- reagují na MHC I -> pokud na buňce není, považují ji za cizorodou a zfagocytují ji
- stimulační a inhibiční receptory
- Humorální složka
- Imunoglobuliny = protilátky
- skládá se ze dvou těžkých (A, D, E, G, M) a dvou lehkých řetězců (κ, λ)
- Funkce
- přímo zničí toxin patogenu
- vytvoří komplement -> proděraví patogen
- označí patogen a ten je následně zfagocytován
- IgA – vyskytuje se v sekretech (slzy, sliny)
– účastní se slizniční imunity (rýma, kašel)
- IgD – tvoří membránový receptor B – lymfocytů (BCR)
- IgE – alergické reakce
– imunitní reakce zaměřené na parazity
- IgG – u nejvíc nemocí
- IgM – imunoglobulin časné protilátkové odpovědi -> produkuje se nejdříve
- Komplement
- soustava zhruba 30 sérových a membránových proteinů, které kooperují mezi sebou a s dalšími imunitními mechanismy
- proděraví plazmatickou membránu buňky patogenu
- Cytokiny
- základní regulátory imunitního systému
- působí na několik druhů různých buněk
- často působí v kaskádě
- celý cytokinový systém je do určité míry redundantní
- Dělení dle funkce
- Prozánětlivé – podporují zánětlivou reakci
- Protizánětlivé – inhibují zánětlivou reakci
- S růstovou aktivitou hemopoetických buněk
- Uplatňující se v humorální (protilátkové) imunitě (TH1)
- Uplatňující se v buněčně zprostředkované imunitě (TH2)
- S antivirovým účinkem
- Funkce
- stimulují funkci makrofágů – makrofág dynamičtěji fagocytuje, účinněji ničí obsah lyzozómů
- slouží jako chemotaktické činidlo.
- slouží jako druhý posel k APC
- stimulují leukopoézu= tvorba leukocytů
- napomáhají aktivaci komplementu
- zvyšují permeabilitu cév
- slouží jako pyrogeny – vyšší teplota blokuje cykly patogenních organismů
- Průběh imunitní odezvy
- MHC glykoproteiny
- v lidské populaci se vyskytuje řada alelických variant MHC I genů, které se mohou navzájem kombinovat, z čehož plyne ohromná rozmanitost antigenních systémů u různých lidí (proto je tak obtížné nalézt vhodné dárce například při transplantacích)
- pro daného člověka je však antigenní systém MHC I již neměnný a imunokompetentní buňky jej považují za standard (tělu vlastní buňky nevyvolávají imunitní odpověď)
- v případě nádorových nebo virem infikovaných buněk mohou být MHC I antigeny pozměněny, nebo dokonce chybět. Takové buňky jsou rozpoznávány jako tělu cizí a spouštějí specifickou imunitní odpověď
- MHC II receptory slouží k tomu, aby se po navázání na ně mohl lymfocyt proliferovat. Avšak nestačí jen navázání se na MHC II receptory, je nutná i aktivace koreceptorů
- Fagocytóza
- patogen se dostane na sliznici, kde se uhnízdí, dochází k povrchovým nekrózám sliznice
- v místě poškození se uvolňují chemické látky, které řídí chemotaktický pohyb fagocytů
- fagocyty (hlavně neutrofily) se zachycují na povrchu endotelů zanícených tkání
- dochází ke zpomalení jejich pohybu – tento jev se nazývá „rolling“, kutálení
- po pevném zachycení se na povrchu endotelu se fagocyty „protáhnou“ mezi endoteliárními buňkami, opustí cévu a přejdou tak do tkáně
- v tkáni putují za různými chemotaktickými faktory
- při fagocytóze fagocyt kontaktuje patogen receptorem a postupně ho obchvacuje pseudopodii, dokud není částice zcela uzavřena ve váčku – fagosomu.
- foagosom fúzuje s lyzozómem I. řádu, čímž vzniká lyzozóm II. řádu, kde dochází k samotnému ničení patogenu
- Ničení probíhá pomocí hydrolytických enzymů a kyslíku
- Zánět
- souhrn fyziologických reakcí na porušení integrity organismu, které vedou k ochraně proti infikování poškozeného místa
- Podle délky trvání se dělí na zánět
- akutní – odezní rychle, za 2-3 týdny po nástupu, je bez sekundárních komplikací
- subakutní – odezní do 2-3 měsíců
- chronické – trvá několik měsíců až léta, může vést až k destrukci tkání.
- odpověď organismu může být lokální nebo celková
- klasickými projevy místního zánětu jsou zčervenání, otok, bolestivost a zvýšení teploty
- Hnis – odumřelá těla leukocytů, patogenů a tkáně
- Imunitní reakce typu TH1 – zánětlivá reakce
- základní funkcí TH1 buněk je spolupráce s makrofágy a jejich stimulace k přeměně v aktivované makrofágy
-> nutné pro hubení intracelulárních parazitů, kteří přežívají ve fagozómech
- pro vznik a pomnožení TH1 buněk je nezbytný styk s infikovanými nebo jinak aktivovanými makrofágy
- Aktivované makrofágy
- lépe likvidují intracelulární parazity
- vylučují řadu látek, které přispívají k další stimulaci T buněk a stimulují lokální zánět
- Imunitní reakce typu TH2 – pomoc B lymfocytům
- základní funkcí TH2 je spolupráce s B lymfocyty, které byly předem stimulovány rozeznáním antigenu
- TH2 podporují pomnožení daného klonu B buněk a jejich diferenciaci v plazmatické buňky produkující velká množství protilátek.
- pro vznik TH2 je třeba, aby se prekurzorová buňka setkala s MHC II na povrchu APC
- Imunitní reakce založené na TC lymfocytech
- prekurzory TC musí rozeznat komplexy MHC I s antigenními peptidy na povrchu APC
- zralé TC jsou k aktivaci cytotoxických mechanismů stimulovány pouze přes TCR
- Druhy cytotoxických mechanismů
- v cytoplazmě TC se nachází mnoho cytotoxických granulí, které obsahují protein perforin a proteázygranzymy
po rozeznání vadné buňky tyto granule migrují
v místě kontaktu obou buněk fúzují s membránou
perforin je podobný C9 a umí vytvářet póry, které spíše než k lýze buňky slouží k průniku granzymů dovnitř -> aktivují kaspázy, které spouští reakce vedoucí k apoptóze.
- Na povrchu TC se nachází FAS-ligand, který se váže na apoptický receptor Fas (CD95). Navázání Fas-ligandu na CD95 spouští kaskádu vedoucí k apoptóze.
Fas receptory mají i TC lymfocyty, které tak páchají sebevraždu.
- buňky vylučují cytokin lymfotoxin, který indukuje apoptózu a jelikož je méně specifický, může dojít k poškození okolních normálních buněk.
- Regulace IS
- Antigenem
- Protilátkami
- Cytokiny a mezibuněčným kontaktem
- TS lymfocyty
- Neuroendokrinně:
- některé neurotransmitery (noradrenalin) působí přímo na leukocyty, které pro ně mají příslušné receptory
- přímý kontakt nervových zakončení a mastocytů vyvolává stahy hladkých svalů, pocit bolesti…
- na leukocyty působí mnoho endokrinních hormonů, které mohou i samy produkovat – endorfin
- cytokiny působí i na NS
- emocionální stres má na vliv imunitní systém, efekty jsou zřejmě způsobeny uvolňováním kortikosteroidů
- Zásahy do IS
- Aktivní imunizace = očkování
- umělé vpravení antigenu do organismu za účelem tvorby vlastních specifických protilátek
- Pasivní imunizace = podání protilátek
- slouží k navození tzv. booster efektu = rychlému navození imunitního systému po podání již hotových protilátek
- nevýhodou je dočasný účinek -> musí se chodit na přeočkování
- nezbytná například při akutních otravách některými toxiny (hadí jedy, bakteriální, atd.)
- Transplantace
- tkáň od dárce je rozeznávána imunitním systémem jako cizorodá a je aktivně napadána, jako by se jednalo o tkáň infikovanou, nebo jinak patologicky poškozenou.
- Pacient je vystaven doživotnímu zvýšenému riziku infekce, protože mu musí být potlačen IS imunosupresivy
