View
214
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
ImmunológiaHogyan működik az immunrendszer?
http://www.szote.u-szeged.hu/mdbio/oktatás/immunológia
password: immun
Hogyan működik az immunrendszer?Milyen stratégiája van?
Milyen szervek / sejtek alkotják?Mely gének határozzák meg működését?
Az immunológia a szervezet védekezőképességét, annak szerveit, sejtjeit, molekuláris mechanizmusait tanulmányozza.
Az immunrendszer a szervezetet külső és belső kórokozóktól védőrendszer, ami molekuláris- és sejtes védőmechanizmusokból szerveződik és a neuro-endokrin rendszerrel összehangoltan működik.
Az immunrendszer érzékszerv, amely a szervezet külső és belsőmikrobiológiai környezetének észlelésére alkalmas és megfelelőválaszreakciókra is képes.
Az immunrendszer egyes mechanizmusai már a mikróbáknál is megtalálhatók, a növények védekező rendszere fejlett, de nem olyan összetett, mint az állatoké.
A gerincesek kialakulásával párhuzamosan az evolúció az immunrendszer organizációjában új szinteket hozott létre
Az immunrendszer működése során alapvető jelentőségű a „saját” és az „idegen”, a „közömbös” és a „veszélyes” megkülönböztetése.
Az immunrendszer képes észlelni és megkülönböztetni molekuláris mintázatokat, amelyek egy részét az evolúció a szervezetre veszélyesnekminősítette. Ezek jelenlétére a válasz genetikailag kódolt.
A gerincesek adaptív immunrendszere képes kombinatorikus receptorok előállítására, amelyek szinte bármilyen molekula specifikus felismerésére képesek. Az adaptív immunrendszer által észlelt molekulák antigénnektekinthetők.
Az antigén nem azonos a patogénnel: a saját szervezet, a táplálék, az egészséges bélflóra antigénjeit is észleli az IR.
A antigén jelenlétére az immunrendszer sokféle választ adhat, ezek spektruma a teljes toleranciától a pusztító reakcióig változhat.
A tolerancia aktív folyamat, nem azonos a válasz hiányával (ignorancia). Az élővilág szempontjából érdektelen molekulák is lehetnek antigének.
Az immunrendszer feladatai
A soksejtű szervezeten belül „veszélyes idegen” sejtek nem fordulhatnak elő
A szervezet genetikai egységének megőrzéséhez elengedhetetlen a saját és az idegen sejtek megkülönböztetése
A soksejtű lények esetében különféle sejttípusok fordulnak elő egyazon szervezetben.
Az eltérő módon differenciálódott sejtek azonos genommal rendelkeznek, de igen eltérő molekuláris mintázatokat (fehérjéket, anyagcsere termékeket) tartalmaznak
A genom változását (mutációk, genetikai paraziták) meg kell akadályozni, „veszélyes saját” sejteket el kell pusztítani:
a genom változatlanságát az immunrendszer őrzi
Megkülönböztetési stratégiák
Mérettartomány alapján történő megkülönböztetés:nagyobb a makromolekuláknál, de kisebb a vörösvérsejteknél
Saját sejtek jelölése: jellemző molekuláris mintázatok (szénhidrát oldalláncok, sziálsav, MHC fehérjék, stb.)
Saját sejtekre jellemző molekuláris mintázatokExtracelluláris matrix (ECM), sejtfelszíni fehérjék, sejtadhéziós fehérjék
(CAM), glikoproteinek szénhidrát oldalláncai, (sejtfal alkotó molekulák)
A fehérjék szénhidrát oldalláncai az endoplazmás retikulumban és a Golgiban alakulnak ki, a glikoziláló enzimek száma, specificitása a fajra (egyedre) jellemző
A szénhidrát oldalláncok fontosaka sejt-sejt felismerésben (CAM) és a saját-idegen felismerésben
A szénhidrát oldalláncokat specifikusan felismerő fehérjéket lektineknek nevezzük
Megkülönböztetési stratégiák
Mérettartomány alapján történő megkülönböztetésSaját sejtek jelölése: jellemző molekuláris mintázatok
A kórokozók jellegzetes molekuláris mintázatának észlelésére szolgálómolekulák:receptorok, idegeneket jelző jelfolyamatok, védekezési mechanizmusok
baktériumok: lipopoliszaharidok, lipopeptidek, csillók, stb.gombák: polimannán, kitin, stb.férgek, nematódák, mételyek: kitinvírusok: kristályszerű szerkezeteknövények: cellulóz, klorofill
Idegenek felismeréseA toll gén mutációja következtében a Drosophila érzékennyé válik gombás
fertőzésekre.A toll génnek számos homológja van gerinctelenekben, gerincesekben,
sőt növényekben is.
Idegenek felismerése: toll-like receptorok
Mintafelismerő receptorokra jellemzőek a leucin-gazdag ismétlődőszekvenciákból (leucine-rich repeats, LRR) álló ligand-kötőektodomének
alfa hélixek
béta redők
Megkülönböztetési stratégiák
Mérettartomány alapján történő megkülönböztetésSaját sejtek jelölése: jellemző molekuláris mintázatok (sziálsav, MHC
fehérjék)A kórokozók jellegzetes molekuláris mintázatának észlelésére szolgáló
molekulák, receptorok, idegeneket jelző jelfolyamatok, védekezési mechanizmusok indítása
Membrán-roncsoló kémiai rendszerek: komplement, defenzinekterjedést gátló mechanizmusok: véralvadásszabadgyökös pusztítás: hemoglobin, hemocianin
A megtámadott „saját” sejtek vészjelzéseinek észlelése: citokinekA „saját” sejtek károsodásának, pusztulásának (stressz) érzékelése,
stressz-elhárító folyamatok megindulása: ATP, IL-1, hsp fehérjék
Megkülönböztetési stratégiák
Mérettartomány alapján történő megkülönböztetésSaját sejtek jelölése: jellemző molekuláris mintázatok (sziálsav, MHC
fehérjék)A kórokozók jellegzetes molekuláris mintázatának észlelésére szolgáló
molekulák, receptorok, idegeneket jelző jelfolyamatok, védekezési mechanizmusok indítása
Membrán-roncsoló kémiai rendszerekA megtámadott „saját” sejtek vészjelzéseinek észleléseA „saját” sejtek károsodásának, pusztulásának (stressz) érzékelése,
védőmechanizmusok, stressz-elhárító folyamatok megindulása
Egyes „saját” molekulák mennyiségének változását (vagy pl. lokális anoxiát) észlelő rendszerek
hosszabb életű magasabbrendűeknél a genetikai egység védelme (intracellulárisparaziták, mutációk, tumorsejtek ellen) elengedhetetlen
Az immunrendszer „fegyvernemei”
A velünk született (természetes) immunrendszer – innate immunitygenetikailag meghatározott,az evolúció során alakult ki,„hagyományos” ellenségek ellen hatásos,lassan reagál új kihívásokra, nincs memóriája,genetikailag igen költséges,nagyon megbízható
Adaptív (szerzett) immunrendszer – adaptive immunitygyors, rugalmas, specifikus, emlékezik,bármilyen ellenség ellen képes védeni,egyedülálló rekombinációs genetikai háttér,tanulási folyamatot igényel, önpusztító hatását korlátozni kell
A két rendszer egymásra épül, együtt működik, feltételezi egymást
Az immunrendszer sejttípusai
Vérképzés:az őssejtek (HSC) aszimmetrikus osztódása – a differenciálódás kivédése
progenitor: folyamatos osztódás, nincs G0
a sztrómasejtekirányító szerepea progenitorokkeletkezésében
programmozott sejt-halál
A természetes immunrendszer sejttípusai
A természetes (innate) IR ősi,az evolúció során kialakult gének termékeivel véd, nincs memóriája
A természetes IR humorális(defenzinek, citokinek) és sejtes mechanizmusokkal rendelkezik, amelyek együttműködnek
A természetes IR sejtjei az elpusztított kórokozók antigénjeit bemutatják az adaptív IR sejtjeinek és meghatározzák a védekezés módját
Az immunrendszer sejttípusai: a falósejtek
–2.3. Gergely
Makrofágokés polimorf magvúak
Betolakodók elpusztítása,
Szövettörmelékek eltakarítása,Antigének bemutatása
Az immunrendszer működé-sének összehangolása:
Citokinek, növekedési faktorok, kemoattraktánsok termelése
Az immunrendszer sejttípusai: a neutrofil granulocita
A neutrofil granulociták a legnagyobb számban előforduló immunsejtek
Bekebelezik, elpusztítják és megemésztik a patogéneketReaktív oxigén gyökök, NO és HClO (hipoklorit) termelő képesség
Az immunrendszer sejttípusai: a neutrofil
• Polimorf neutrofil granulocitaStaphylococcus aureus sejteketfagocitál
• A sejtek szabadgyököket és reaktív vegyületeket termelve pusztítják el a bekebelezett organizmusokat, gyakran maguk is belepusztulnak - genny
–2.3. Gergely
A monocita és a makrofág• Szöveti makrofág (kék) S.
aureus sejteket fagocitál
• Mintafelismerő receptoraik segítségével ismerik fel a patogéneket.
• A mikrobiális sejtek alkotórészei is képesek aktiválni a makrofágokat
• Monocita, Kupffer-sejt, alveoláris makrofág, hisztiocita, mikroglia,mezangiális sejt, DC, stb.
Az immunrendszer sejttípusai: a makrofág
Baktériumokat fagocitáltmakrofág elektron-mikroszkópos képe
A makrofág feladata nem a behatoló mindenáron valóelpusztítása, hanem alkotórészeinek bemutatása
Az immunrendszer sejttípusai: a makrofág
• A makrofág fluoreszkálóbaktériumokat emészt (UV mikroszkópos kép)
• A makrofág dendritikussejtté tud differenciálódni
Az immunrendszer sejttípusai: dendritikus sejtek
• A dendritikus sejtek antigén felmutatásra specializálódott makrofágok
–2.3. Gergely
Az immunrendszer sejttípusai: Langerhans sejtek
• A Langerhans sejtek (itt HLA DR ellenes ellenanyaggal festve) antigén felmutató sejtek, amelyek hálózatot alkotnak az epidermiszben
–2.3. Gergely
Az immunrendszer sejttípusai: az eozinofil
• Az eozinofil és bazofil granulociták, a hízósejtek az eukarióta paraziták és férgek elleni védelemben játszanak meghatározó szerepet.
• Allergiás reakciók szereplői (IgE, IL-5, hisztamin)
A természetes immunrendszer sejttípusai
A természetes ölősejtek (naturalkiller cell, NK) a limfoid progeni-torokból alakulnak ki. A termé-szetes IR egyetlen tagja, amely limfoid eredetű
A saját MHC fehérjével meg nemjelölt sejteket elpusztítják.
Döntő szerepet játszanak a DC „oktatásában” így a vírus-fertőzött és tumorsejtek közvetlen vagy közvetett elpusztításában
Az immunrendszer sejttípusai: a limfociták
• A T és B-limfociták az adaptív immunrendszer sejtjei,
• Egyedülálló genetikai enzimrendszerük segítségévelszinte bármilyen antigén felismerésére képesek
–2.3. Gergely
Az immunrendszer szervei
csontvelő,
csecsemőmirigy: tímusz,
nyirokrendszer, lép,
GALT (gut-associated lymphoidtissue)mandulák, féregnyúlványPeyer-plakk,
MALT (mucosal-associatedlymphoid tissue)a nyálkahártya immunrendszere
BALT (bronchial-associatedlymphoid tissue)a tüdő immunrendszere
–2.3. Gergely
Az immunrendszer szervei: a csontvelő
• A csontvelő vérképző őssejtjei folyamatos osztódásban vannak,
• Differenciálatlan őssejtek és progenitor sejtek egyaránt termelődnek
• A differenciálódást és irányát a sztrómasejtek, citokinek és növekedési faktorok határozzák meg
Az immunrendszer szervei: a csecsemőmirígy
A timuszban folyik a T-sejtek érése és „oktatása”. A T-sejtek túlnyomó többsége alkalmatlannak bizonyul és elpusztul még a csecsemőmirigyben.
A tímuszt alkotó lobusokkérgi állománya éretlenT-sejteket és epitélsejtekettartalmaz, a velőben érettT-sejtek, DC, makrofágokés medulláris epitélsejtekvannak.
A Hassal-féle testben az el-pusztult sejtek lebontásafolyik
Az immunrendszer szervei: a nyirokcsomó
A kéregalatti rész T-sejekben, a follikulus B-sejtekben gazdag.
A medullában makrofágokat és plazmasejteket találunk. A naiv B-sejtek a vérárammal érkeznek és a venulákból lépnek ki a nyirokcsomóba, majd a nyirokkal távoznak.
Az antigének a bejáramlónyirokkal, B-sejtekkel ill.makrofágok révén kerül-nek a nyirokcsomóba.
A másodlagos follikulusintenzív B-sejt osztódáshelye.
Az immunrendszer szervei: a nyirokcsomó
• Az antigénnel való talál-kozás után az aktivált B-sejtek a csiraközpontokba (germinal center) kerülnek,
ahol a follikuláris dentritikussejtek (FDC) felszínén kötött anti-génekkel és T-sejtekkel kölcsönhatva
alakulnak át nagy affinitásúellenanyagokat termelni képes plazmasejtekké vagy memória-sejtekké.
Az immunrendszer szervei: a lép
A lépet tápláló artéria öbleit (sinusok) vörös pulpa veszi körül, amelyben vvt, vérlemezkék, makrofágok, granulocitáktalálhatók. A központi arteriolák körül fehér pulpa van, ez nyirokszövet.
Az arteriolák közelében T-sejtekben gazdag zóna található, a marginális zónák B-sejtekből állónyiroktüszők.
Az immunrendszer szervei: a Peyer- plakk
• A nyálkahártya epitél-sejtek közt elhelyezkedőkülönleges M-sejt bazo-laterális felszínén kialakult „zsebben” makrofágokat,T- és B-sejteket találunk.
• A felvett antigén hatására a Peyer-plakk follikulusa-iban levő B-sejtek IgAtermelő plazmasejtekkéalakulnak. Az IgA moleku-lákat az epitélsejtek transz-citózissal a nyálkahártya felszínére juttatják
Recommended