A természetes és az adaptív immunitás kapcsolata Készítette: Varga Nóra Biológia-környezetvédelem IV. évfolyam

Kétféle immunrendszer: szorosan összekapcsolódnak Natív (természetes): -Veleszületett - Ősibb -Mindentöbbsejtű élőlényben kimutatható -alapvető fontosságú az antigénspecifikus folyamatok elindításában Adaptív (szerzett): -Az élete során szerzi a szervezet -400 millió éves -Halakban, kétéltűekben, madarakban, emlősökben -antigénspecifikus

Természetes immunitás A bejutó kórokozók először ezzel találják szemben magukat A károsító tényezőktől függetlenül eleve jelen van Effektor funkciói a kórokozókra nézve nem fajlagosak: kialakításában részt vesznek: oldott molekulák különféle sejtek sejtmembránreceptorok kétféle természetes immunitás: humorális sejtes

Felismerés a nem fajlagos védekezőrendszerben A természetes immunrendszer képes válogatás nélkül elpusztítani minden struktúrát, ami az adott szervezetet veszélyezteti Alapja: különbséget tud tenni saját és nem saját struktúra között

A patogének felismerése a molekuláris mintázatuk alapján Csíravonalban kódolt fehérjéket használ azonosításra Receptoraik nem klonálisak Fehérjéi olyan elemeket ismernek fel, amik azonosak a különböző patogénekben A felismerés a céltárgy elpusztításához vezet Ezért nagyon fontos, hogy képes legyen megkülönböztetni a patogént a gazdaszervezettől Azok az elemek amiket felismernek, nem fordulnak elő a magasabbrendű szervezetekben, de patogének számára létfonotsságúak

A patogének molekuláris mintázatát felismerő receptorok A sejtmembránreceptorok, amik a patogéneket ismerik fel, az evolúció során populációszinten alakultak ki A PRR-eket számos géncsalád kódolja Főleg azokon a sejteken vannak, amik először találkoznak a kórokozókkal ( pl. hámsejtek) A PRR-eken átjutó kórokozók jelentős része elpusztul a bekebelezés során, és a fajlagos immunválasz megindulását eredményezi A PRR-ek közvetítik azokat a jeleket, amik a konstimulációs molekulák megjelenéséhez vezetnek

1 szignál nem elég az antigénspecifikus T- és B-sjtek aktiválódásához Fontos, hogy a limfocitaklónok csak patogének jelenlétében aktiválódjanak A PRR-ek egy része a mikrobák felszínén lévő poliszacharidot ismeri fel (ezek eukarióta sejtek membránjáról hiányoznak, v. kis sűrűségben vannak jelen)

Az LPS-receptorok a Gram-negatív baktériumok falában lévő lipopoliszacharidot ismerik fel A kialakult kapcsolat citokinek termelődését eredményezi mindez az akut-fázis-fehérjék termelődését és a segítő T- és B- sejtek aktiválódását eredményezi

-A fajlagos immunválasz megindulásakor a T-sejtek számára a leghatékonyabb, ha a dendridikus sejtek (DC-k) prezentálják az antigént ezek a csontvelőben fejlődnek majd átmenetileg nem limfoid sejtekben telepszenek meg -Gyulladást keltő stimulus hatására a DC-prekurzorok a nyirokcsomók T-sejtes zónáiba vándorolnak majd hatékony APC-vé érnek -A DC-k a T-sejtes antigéneket mannózreceptoruk segítségével veszik fel

A patogének felismerése komplementrendszer által A természetes védekezés leghatásosabb humorális komponense a komplementrendszer Az alternatív utat a sziálsavban szegény, szénhidrátban gazdag patogének aktiválják A lektinfüggő utat a mannóztartalmú mikrobák aktiválják A komplementrendszer képes a környezetben megjelenő kórokozókat, idegen anyagokat, azok jellemző szénhidráttartalma alapján felismerni A rendszer a kórokozó lízisét idézi elő (közben a szervezet saját sejtjei nem károsodnak) mert a komplement-komponensek láncreakcióját szabályozó, ill. gátló fehérjék a magasabbrendűek sejtjein kifejeződnek, és a kórokozóknak ilyen molekuláik nincsenek

Az NK-sejtek szerepe Az NK-sejteken olyan receptorok vannak, amik szénhidrát-komponenseket ismernek fel más sejtek membránján aktiválják a sejtek ölő funkcióit Egy másik receptorféle, az MHCI saját peptid-komplexeket ismer fel ez gátolja az NK-sejtek ölőfunkcióját MHCI-molekulát hordozó egészséges saját sejtek nem, míg az MHCI-molekulát nem hordozó sejtek áldozatul esnek az NK-sejteknek

A fagociták szerepe a nem fajlagos védekezésben Leghatékonyabban a neurofil granulociták képesek a bekebelezett kórokozót elpusztítani gazdag enzimrendszerükkel: A sejtek auzofil granulumai (lizoszómák) enzimjeiket a fagocitált részecskéket tartalmazó vakuólumba ürítik A sejt így degradálódik, ahogy az enzimek pusztító hatása érvényesül Az eozinofil granulociták a soksejtű paraziták elpusztítására specializálódtak

Makrofág: a sejtek között a polihisztor bekebelezi a sejteket az aktivált sejtből biológiailag aktív molekulák szabadulnak fel nem igaz, hogy a mikroorganizmusok leghatékonyabb pusztítói mivel ugyan tömegével fagocitálják a behatoló mikroorganizmusokat, de elsődleges feladatuk a riasztó citokinek felszabadítása ilyen citokinek: IL-1 és tumornekrózis faktor-α (TNFα) IL-6 α és β interferon (IFN)

Opszoninok: Mikroorganizmusok felületéhez kötődnek A fagocitózist elősegítik Pl. ellenanyag-molekulák A fagocitasejtek receptorokat hordozhatnak, amelyek az opszoninokat kötik Az opszonizált részecskék receptorközvetített fagocitózisát elősegítik Immunkomplex: az immunválasz során keletkező ellenanyag molekulák beborítják a patogének felületét

Adaptív immunitás Jellemzők: Az immunválaszt az antigén indukálja A rendszert alkotó sejtféleségek végrehajtó funkcióik ellátására csak bizonyos idő után válnak képessé Az immunválasz fajlagos Az immunválasz adaptív Az immunrendszer „emlékezik”

Szenzibilizálás: Antigén szervezetbe jutása A szenzibilizált szervezet aktívan immunizál Passzív immunitás: Megfelelő sejtek, v. fajlagos ellenanyagoknak a másik szervezetbe való juttatása Itt is szenzibilizált lesz a szervezet

-Funkcionálisan a természetes és a szerzett immunitás nem válik el egymástól élesen A fajlagos immunrendszer ráépül a természetes védekezőrendszerre -Magasabbrendű szervezetekben a két rendszer egymástól nem függetlenül működik: A behatoló kórokozókkal szemben a nem-fajlagos rendszer azonnal működésbe lép Bizonyos latenciaidő után az adaptív humorális és celluláris immunmechanizmusok is megindulnak -A fajlagos válasz minden fázisában megtalálhatjuk a nem-fajlagos rendszer elemeit is

Fajlagos immunitás, memória Szerzett immunitás fontos jellemzői: -fajlagosság -sokféleség -memória Memóriasejtek képződése: Biztosítják, hogy az antigénnel való ismételt találkozáskor az immunválasz hamarabb, és a primer válasznál hatékonyabban indukálódjon Nekik köszönhető egy adott kórokozóval szemben kialakuló, sokszor egész életen át tartó immunitás

Gyulladás folyamata Gyulladás: Olyan fiziológiás „eseménysorozat”, amely szöveti sérülés, trauma v. fertőzés után a szöveti ártalom elszigetelésére, a fertőző ágens elpusztítására és az esetleges szöveti károsodások helyreállítására jön létre

Jellemzői: -Gyorsan alakul ki -Rövid ideig tart -A helyi gyulladásos folyamatot gyakran akut-fázis-reakció is kíséri -Általában káros következmények nélkül szűnik meg (heveny gyulladás) -Krónikus gyulladás: a folyamatot kiváltó tényező hosszan tartó hatású patológiás következménnyel járhat

Klasszikus leírása Celesus (i.e. I. sz.)nevéhez fűződik: Elsőként fogalmazta meg a 4 tünetet: pír, duzzadás, meleg, fájdalom Gelanius (i.u. II. sz.) egy 5. tünettel egészítette ki: funkciókárosodás Ezeknek a tüneteknek a következményei értágulat, megnövekedett kapillárisátjárhatóság és fagocitasejtek helyszínre áramlása Pír okai: a szöveti hőmérséklet emelkedése a hajszálerek helyi tágulása Duzzadás (ödéma): a kapillárisok átjárhatóságának fokozódása miatt folyadékkiáramlás, ezért lokális folyadékgyülem alakul ki A kapillárisok permeabilitásának növekedése kedvez a fagociták és limfociták kiáramlásának is

A heveny gyulladás kialakulásának mechanizmusa Makrofág eredetű citokinek (monokinek) szerepe a lokális gyulladás kialukásában: A fertőző ágens a szövetbe jutva makrofágokkal, neurofil leukocitákkal kerül kapcsolatba Ezekből a sejtekből felszabadulnak a mediátorok Lokális gyulladásos folyamatok megindulása + tüneteggyüttes kialakulása Ezért ezek neve „gyulladásos” sejtek is

Legfontosabb ilyen monokinek: IL-1; IL-6; IL-8; IL-12; TNFα TNFα hatása: A tünetegyüttes valamennyi komponensének megjelenésében szerpe van Kis erek epitélsejtjein fokozott mértékű adhéziós molekulák kifejlődése Elősegíti a gyulladásos sejtek vándorlását az erekből a szövetekbe

Extravazáció: -Az a folyamat, mikor a fehérvérsejtek az érpályát elhagyják -A leukociták az erek endotélsejtjeihez „tapadva” azokon „végiggurulnak” -Előkészíti az epitélsejteken megjelenő ICAM-1-molekulák és a fehérvérsejtek LFA-1- Mac-1-molekuláinak kölcsönhatását

ICAM-1 az IL-8 hatására térszerkezeti változáson megy át megnő az affinitása leukociták az endotélsejtekhez tapadva megállapodnak átjutnak a leukociták az érfalon (diapedezis) Monokineknek köszönhető továbbá a vérlemezkék fokozott mértékű adhéziója és a véralvadás Kiserekben lokalizálja a gyulladást, mert megakadályozza a gyulladás továbbterjedését

Kemotaktikus anyagok szerepe a gyulladás folyamatában Fertőzés hatására kemokinek képződnek (kemotaktikus tulajdonságúak) α-kemokinek: a neurofil granulocitákat vonzzák a helyszínre β-kemokinek: a monocitákat vonzzák Szintén kemokinek hatására jelennek meg az effektor-T-sejtek a gyulladásos sejtgyülemben

Lipidmediátorok szerepe a gyulladás folyamatában A gyulladásban résztvevő sejttípusok (monociták, makrofágok stb.) membránfoszfolipidje lebomlik leukotriének, prosztaglandinok és trombocita aktiváló faktor (PAF) keletkezik

Prosztagladinok: -erek áteresztőképességét, tágulását fokozzák -neurofil sejtek kemotaxisát idézik elő Leukotriének: -simaizmok összehúzódását váltják ki -kemotaktikus hatásúak PAF: -trombocitákat aktiválja -eozinofil granulocitákra is kemotaktikus hatással van -neurofil és eozinofil sejtek aktiválását, degradációját váltja ki

Enzimek szerepe a gyulladás folyamatában A résztvevő sejtek granulumaiból enzimek szabadulnak fel (pl. lizozim) a sejtek aktiválódásának eredményeként: -a környező szöveteket és a kórokozót emészthetik -a komplementrendszert, a véralvadási rendszert, kininkaszkádot aktiválják

Akut fázisfehérjék aktiválódása A citokinek a képződés helyétől távol is jelentős biológiai hatást váltanak ki Az aktiválásban fontosak: IL-1 és IL-6 Két fontos akut fázisfehérje: C-reaktív protein (CRP) mannózkötő lektin (MBL)

Citokinek leukocitózist kiváltó hatása a fehérvérsejtek megszaporodása a vérben citokinek hatására jön létre Leukociták származása: csontvelőből áramlanak ki erek falához lazán tapadó fehérvérsejek szabadulnak el

Egyéb gyulladásos mediátorok -Egyes sejtekből a szöveti károsodás hatására hisztamin szabadul fel értágulatot okoz, növeli az erek átjárhatóságát -Kininek: szöveti ártalmakkor aktiválódnak a vérben hisztaminhoz hasonló biológiai hatásúak Pl.: Bradikinin: vazodilatáció és érpermeabilitás növelése lokális fájdalmat is okoz

Krónikus gyulladás A gyulladásos folyamatot kiváltó tényező tartós jelenlétekor alakul ki A krónikus gyulladást aktivált makrofágok megjelenése is jellemzi A krónikus gyulladás gyakran vezet granulóma képződéshez Kialakulásában és fenntartásában TH1-sejtek és INFγ és TNFα játszanak fontos szerepet INFγ: makrofágokat aktivál Az aktivált makrofágoknak jelentős szövetkárosító hatás tulajdonítható

Szepszis Az egész szervezetre kiterjedő bakteriális fertőzés A makrofágokból testszerte INFα szabadul fel Hatása végzetes lehet Gyógymód: TNFα-specifikus ellenanyagok terápiás alkalmazása

KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!