ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΖΩΩΝ Κεφάλαιο 20: ΑΝOΣΟΛΟΓΙΑ

Παρουσίαση με θέμα: "ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΖΩΩΝ Κεφάλαιο 20: ΑΝOΣΟΛΟΓΙΑ"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΖΩΩΝ Κεφάλαιο 20: ΑΝOΣΟΛΟΓΙΑ
50, 51, 52 / 30.7 & ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΖΩΩΝ Ρ. Τσιτσιλώνη Κεφάλαιο 20: ΑΝOΣΟΛΟΓΙΑ Ι. Εισαγωγή-Η αντίσταση του οργανισμού στη λοίμωξη ΙΙ. Δομή ανοσολογικής απάντησης ΙΙΙ. Μη ειδικοί μηχανισμοί άμυνας IV. Ειδική ανοσία 1. Χυμική ανοσία 2. Κυτταρομεσολαβητική ανοσία V. Ανοσολογικές δυσλειτουργίες VI. Περίληψη VII. Βιβλιογραφία

2 Μικροοργανισμοί του περιβάλλοντος
Φυσιολογική μικροβιακή χλωρίδα (παθογόνος μόνο κάτω πχ. από συνθήκες stress) Παθογόνοι μικροοργανισμοί ιοί βακτήρια μύκητες ευκαρυωτικά παράσιτα (ελονοσία) σκώληκες

3 Στάδια μικροβιακής λοίμωξης Η αντίσταση του οργανισμού στη λοίμωξη
δημιουργία αποικίας σε εξωτερική επιφάνεια διείσδυση στον οργανισμό τοπική μόλυνση συστηματική (γενικευμένη) μόλυνση Η αντίσταση του οργανισμού στη λοίμωξη λευκοκύτταρα και το σύστημα των μακροφάγων φυσική ή εγγενής ή έμφυτη ανοσολογική απάντηση επίκτητη ή προσαρμοστική ανοσολογική απάντηση

4 Φυσική ανοσία σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς
εγγενής (φυσική) ή επαγόμενη γρήγορη (απάντηση οξείας φάσης) κυτταρική φαγοκύτταρα, ΝΚ κύτταρα, μακροφάγα, πολυμορφοπύρηνα χυμική C-αντιδρώσα πρωτεϊνη, λεκτίνες, σύστημα συμπληρώματος, αντι-μικροβιακά πεπτίδια μη ειδική: αναγνώριση μέσω μοτίβων (pattern recognition) προϋπάρχοντα μοτίβα ή δομές κοινές για πολλά μικροβιακά παθογόνα, που δεν υπάρχουν στο ξενιστή

5 Επίκτητη ανοσία μόνο στα σπονδυλόζωα κυτταρική χυμική
Τ λεμφοκύτταρα (κυτταρομεσολαβητική) χυμική Β λεμφοκύτταρα και αντισώματα επάγεται μετά από αντιγονικό ερέθισμα (challenge) ειδική αναγνώριση του παθογόνου (η ειδικότητα βασίζεται σε γενετικούς χαρακτήρες) ανοσολογική μνήμη

6 Η γενική δομή της ανοσολογικής απάντησης
Επίκτητη ανοσία (ειδική) Φυσική ανοσία (μη ειδική)

7 Όργανα και κύτταρα του ανοσοπ. συστήματος
βασικά όργανα του ανοσοποιητικού συστήματος: λεμφαδένες (σε καίρια σημεία για να αναχαιτίζουν τα ξένα μόρια) σπλήνας (δευτερογενές) θύμος (πρωτογενές, Τ κύτταρα) bursa of Fabricius (πτηνά, Β κύτταρα) μυελός των οστών (Β κύτταρα) 5 βασικοί τύποι λευκοκυττάρων: ουδετερόφιλα (αρχική φαγοκυττάρωση) ηωσινόφιλα (παράσιτα, αλλεργικές αντιδράσεις) βασεόφιλα (έκκριση ισταμίνης και ηπαρίνης) μονοκύτταρα (καθυστερημένη φαγοκυττάρωση) Β και Τ λεμφοκύτταρα (παραγωγή Ab, κυτταρική ανοσία)

8 Είδη λευκοκυττάρων κινητές μονάδες του συστήματος προστασίας του σώματος πήξη του αίματος φαγοκύτταρα καθεαυτό κύτταρα ανοσοποιητικού συστήματος

9 Συγκεντρώσεις λευκοκυττάρων στο αίμα
τύπος λευκοκυττάρου αναλογία πολυμορφοπύρηνα ουδετερόφιλα 62 % πολυμορφοπύρηνα ηωσινόφιλα 2,3 % πολυμορφοπύρηνα βασεόφιλα 0,4 % μονοκύτταρα 5,3 % λεμφοκύτταρα 30 %

10 Διάρκεια ζωής λευκοκυττάρων
τύπος λευκοκυττάρου αίμα ιστοί πολυμορφοπύρηνα ουδετερόφιλα πολυμορφοπύρηνα ηωσινόφιλα πολυμορφοπύρηνα βασεόφιλα 4-8 h 4-5 d μονοκύτταρα 10-20 h μακροφάγα μήνες ή χρόνια λεμφοκύτταρα αιμοπετάλια 10 d

11 Μη ειδικοί μηχανισμοί άμυνας
Φυσικοί φραγμοί επιφανειών σώματος Φλεγμονώδης αντίδραση (τοπική) (αγγειοδιαστολή-διάχυση prt + διήθηση υγρού-χημειοταξία-φαγοκυττάρωση-ιστική επιδιόρθωση) Πυρετός (αύξηση ιστικού μεταβολισμού) Φαγοκύτταρα (ιστοί και αίμα) Συμπλήρωμα (βοήθεια στα Αb) Ιντερφερόνες (χημική ρύθμιση) Ανοσολογική επιτήρηση (ΝΚ)

12 1. Φυσικοί φραγμοί Βλέννα επιθηλίων αναπνευστικού και ανώτερου πεπτικού Κροσσοί φάρυγγα Οξέα του στομάχου και πεπτικά ένζυμα Όξινες εκκρίσεις μήτρας Ανακλαστικά βήχα και πταρμού Χυμικά αντιμικροβιακά πεπτίδια (λυσοζύμη, πολυπεπτίδια, πρωτεΐνες συμπληρώματος) Συμβιωτικά αβλαβή μικρόβια

13 2. Η μη ειδική ανοσία-φλεγμονή
ΦΛΕΓΜΟΝΗ περιχαράκωση καταστροφή ξένου οργανισμού επούλωση και αποκατάσταση ιστών Χαρακτηριστικά φλεγμονώδους αντίδρασης απελευθέρωση ισταμίνης και προσταγλανδίνης αύξηση αιματικής ροής, συγκέντρωση πρωτεϊνών πλάσματος και WBC πήξη οίδημα διήθηση από ουδετερόφιλα (χημειοταξία) και φαγοκυττάρωση

14 Αλληλουχία γεγονότων στη φλεγμονώδη αντίδραση
1 2 4 3 Rubor (ερυθρότης), tumor (οίδημα), calor (θέρμη), dolor (πόνος) + functio laesa (απώλεια λειτουργίας)

15 3. Πυρετός ενδογενή πυρετογόνα

16 4. Η δράση των φαγοκυττάρων

17 Τι είναι οι PRRs υδατάνθρακες και λιπίδια των κυτταρικών τοιχωμάτων
μικροοργανισμών

18 Φαγοκυττάρωση και ορμονική ρύθμιση

19 5. Tο σύστημα του συμπληρώματος
Μια «συλλογή» από πολλά πρωτεϊνικά μόρια στο πλάσμα C1, C3, C4, C2, παράγοντες B και D, ΜASP (mannose-binding lectin associated serine protease), κλπ Τα μόρια αυτά λειτουργούν ως ένζυμα ή ως υποστρώματα Το σύστημα πρέπει να διεγερθεί ή να ενεργοποιηθεί Ενεργοποίηση τύπου «καταρράκτη» (η ενεργοποίηση των πρώτων συστατικών πολλαπλασιάζει τα αποτελέσματα των επόμενων) Τρεις τύποι ενεργοποίησης Κλασσικό μονοπάτι (τύπου Αb-Ag) Εναλλακτικό μονοπάτι (άμεση αντίδραση) Μονοπάτι των λεκτινών (~ κλασσικό αλλά απουσία Ab) Βιολογικός ρόλος Επάγει την φαγοκυττάρωση (οψωνισμός) μέσω του C3b Προϊόντα αποικοδόμησης πρωτεϊνών του συμπληρώματος δρουν χημειοτακτικά για ουδετερόφιλα+μονοκύτταρα και προάγουν τη φλεγμονή Γ. Καταστρέφει την κυτταρική μεμβράνη του παθογόνου Δ. Καθαρίζει τον οργανισμό από ανοσοσυμπλέγματα *

20 Ο καταρράκτης του συμπληρώματος
Ab προσδένονται με μικροοργανισμό (στοιχείο χυμικού σκέλους ανοσίας) Λεκτίνη συνδέεται με μαννόζη του τοιχώματος μικροργανισμού (στοιχείο φυσικού σκέλους ανοσίας ?) Πρωτεΐνες του συμπληρώματος ενεργοποιούνται πάνω στη μεμβράνη παθογόνων (στοιχείο φυσικού σκέλους ανοσίας) Κοινό τελικό στάδιο

21 Λειτουργίες των πρωτεϊνών του συμπληρώματος
C3b CRP ισταμίνη

22 Λειτουργία του C3b ως οψωνίνη

23 6-7. Η μη ειδική ανοσία (φυσική)
ΝΚ ΚΥΤΤΑΡΑ και ΙΝΤΕΡΦΕΡΟΝΗ ΝΚ κύτταρα: σκοτώνουν μολυσμένα ή καρκινικά κύτταρα κυτταροτοξικός μηχανισμός περφορίνης κυτταροτοξικότητα μέσω αντισωμάτων (ADCC) ιντερφερόνη: διακόπτει την ιική πρωτεϊνοσύνθεση σε μολυσμένα κύτταρα ενισχύει τη δράση των ΝΚ κυττάρων

24 Ο ρόλος της ιντερφερόνης
αυτοκρινής δράση σύνθεση prt παρακρινής δράση αναστολή

25 Άμεση αναγνώριση καρκινικού κυττάρου από ΝΚ κύτταρα
MIC NKG-2D DAP10- DAP10 καρκινικό κύτταρο MHCI, CD1d peptide or glycolipid ligands (a-Gal-Cer) perforin release perforin release TCR ΝΚ ΝΚ-Τ IFN-γ

26 Κυτταροτοξικότητα που εξαρτάται από αντισώματα (Antibody Dependent Cell-mediated Cytotoxicity)
τα ΝΚ μέσω των FcγRIII αναγνωρίζουν το Fc τμήμα αντισωμάτων

27 Διαφορές μη ειδικής και ειδικής ανοσίας
Μη ειδική Ειδική εξέλιξη νωρίς πρόσφατη τύπος απάντησης γενικός στόχευση κυττάρων χρόνος απάντησης γρήγορη πρώτη γραμμή άμυνας γενικά αμετάβλητη αργή ενισχύεται με το χρόνο έχει μνήμη παραδείγματα φλεγμονή, ΝΚ κύτταρα, ιντερφερόνη, συμπλήρωμα αντισώματα, κυτταρομεσολαβητική

28

29 Προέλευση Τ και Β κυττάρων
ΝΚ ?

30 Επιφανειακοί δείκτες Β και Τ κυττάρων
2000 Ab secreted/B cell cytokines 105 same TCR/T cell

31 Ρόλος Τ & Β κυττάρων στην ανοσολ. απάντηση
μεμβρανικά Αb TCR MHC τάξης Ι MHC τάξης ΙΙ

32 Η αντιμετώπιση των λοιμώξεων

33 Ειδική ανοσία Ι Δράση Ab ΧΥΜΙΚΗ ΑΝΟΣΙΑ τα αντισώματα είναι πολύ ειδικά
η δομή των Ab συντηρητική εκτός των Fab σχήμα Y, 2 ελαφριές, 2 βαριές αλυσίδες σύνδεση με Ag με «συμπληρωματικό» τρόπο κάθε Ag ενεργοποιεί ειδικό κλώνο των Β κυττάρων Δράση Ab απενεργοποίηση τοξινών συγκόλληση ενεργοποίηση μη ειδικών απαντήσεων (ΝΚ κύτταρα, φαγοκυττάρωση, συμπλήρωμα)

34 Δομή ανοσοσφαιρίνης Fab κ, λ γ, μ, α, δ, ε,

35 Ωρίμανση και κλωνική επιλογή των Β κυττάρων

36 Πρωτογενής και δευτερογενής απάντηση
στο ίδιο αντιγόνο Χαρακτήρες 2ης ανοσοποίησης 1. χρόνος 2. τίτλος 3. τάξη Ig 4. συγγένεια

37 Ειδική ανοσία ΙΙ ΚΥΤΤΑΡΟΜΕΣΟΛΑΒΗΤΙΚΗ ΑΝΟΣΙΑ
τρεις τύποι Τ λεμφοκυττάρων κυτταροτοξικά Τ (CD8+): απευθείας λύση μολυσμένων κυττάρων ή μέσω περφορίνης βοηθητικά Τ (CD4+): επάγουν παραγωγή Ab, ενεργοποιούν μακροφάγα, ενισχύουν ανοσολογικές απαντήσεις ρυθμιστικά/κατασταλτικά Τ κύτταρα: καταστέλλουν παραγωγή Ab, καταστέλλουν δραστικότητα των Τ κυττάρων Η σημασία των MHC μορίων = μοναδικά για κάθε είδος και για κάθε άτομο

38 Δομή των MHC μορίων

39 Η ειδική αναγνώριση TCR+MHC-πεπτίδιο

40 Η ειδική αναγνώριση TCR+MHC-πεπτίδιο

41 Επεξεργασία και παρουσίαση των αντιγόνων
Εξωγενή αντιγόνα (βακτήρια, παράσιτα, μύκητες) Ενδογενή αντιγόνα (ιικές πρωτεΐνες, καρκινικά Αg)

42 Ενεργοποίηση των Τh κυττάρων
1. TCR+MHC-πεπτίδιο 3. κυτταροκίνες 2. συνδιέγερση

43 Ενεργοποίηση των Tc

44 Κυτταρικές αλληλεπιδράσεις κατά την ανοσολ. απάντηση

45 Πρωτογενής και δευτερογενής απάντηση

46 Ομοιότητες πρωτογενών και δευτερογενών απαντήσεων από τα Β και Τ λεμφοκύτταρα

47 Το πολύπλοκο δίκτυο των κυτταροκινών

48 Η πορεία μιας βακτηριακής λοίμωξης
1 2

49 Η πορεία μιας ιϊκής λοίμωξης

50 Η επαναφορά στη φυσιολογική κατάσταση

51 Ανοσολογικές δυσλειτουργίες
Αλλεργία και άσθμα (IgE) Απόρριψη μοσχευμάτων και GVHD Αυτοάνοσες ασθένειες (self-non self loss) Ανοσοανεπάρκειες (SCID, AIDS) Καρκίνος ?

52 Περίληψη: Το ανοσολογικό σύστημα βρίσκεται συνεχώς σε κατάσταση ετοιμότητας προκειμένου να καταπολεμήσει λοιμογόνους παράγοντες ή παθογόνα (ιούς, βακτήρια, μύκητες, παράσιτα, πρωτόζωα) στα οποία εκτίθεται ο οργανισμός. Η εξωτερική άμυνα του οργανισμού περιλαμβάνει τους φυσικούς φραγμούς, τα ένζυμα των εκκρίσεων, τα μηχανικά συστήματα απομάκρυνσης των σωματιδίων, τους μηχανισμούς ρύθμισης του pH, την βλέννα και τη φυσιολογική μικροβιακή χλωρίδα. Η ανοσία διακρίνεται στην φυσική (εγγενή ή έμφυτη) και στην επίκτητη (προσαρμοστική ή ειδική). Οι απαντήσεις της φυσικής ανοσίας παραμένουν σταθερές στον ίδιο λοιμογόνο παράγοντα ενώ οι απαντήσεις της επίκτητης μεταβάλλονται και γίνονται πιο ειδικές μετά από το ίδιο αντιγονικό ερέθισμα. Η επίκτητη ανοσία χαρακτηρίζεται από ειδικότητα, ετερογένεια, μνήμη, αυτορύθμιση και διάκριση του «εαυτού» από το ξένο. Η φυσική ανοσία συμπεριλαμβάνει τα φαγοκύτταρα (μονοκύτταρα, μακροφάγα, πολυμορφοπύρηνα ουδετερόφιλα) και τα φυσικά φονικά κύτταρα. Η επίκτητη ανοσία περιλαμβάνει τα λεμφοκύτταρα (Τ λεμφοκύτταρα και Β λεμφοκύτταρα).

53 Τα Β λεμφοκύτταρα καταπολεμούν εξωκυττάρια παθογόνα και τα προϊόντα τους αφού αναγνωρίσουν τα ξένα αντιγόνα με ειδικούς επιφανειακούς υποδοχείς (BCR). Τα ενεργοποιημένα Β λεμφοκύτταρα διαφοροποιούνται σε πλασματοκύτταρα και εκκρίνουν μεγάλες ποσότητες αντισωμάτων. Τα Τ λεμφοκύτταρα αναγνωρίζουν τα αντιγόνα μέσω του υποδοχέα τους (TCR) όταν αυτά παρουσιάζονται από αντιγονοπαρουσιαστικά κύτταρα (δενδριτικά, μακροφάγα, Β λεμφοκύτταρα, κ.α.) μέσω των μορίων του μείζονος συμπλέγματος ιστοσυμβατότητας (MHC). Διαλυτές ουσίες που εμπλέκονται στην ανοσολογική απάντηση είναι εκτός των αντισωμάτων οι κυτταροκίνες, οι χημειοκίνες, οι πρωτεΐνες του συμπληρώματος και οι πρωτεΐνες οξείας φάσης (πχ. C-αντιδρώσα πρωτεΐνη). Αφού αντιμετωπιστεί το παθογόνο, κύτταρα των ενεργοποιηθέντων Β και Τ κυτταρικών κλώνων παραμένουν διαθέσιμα στον οργανισμό ως κύτταρα μνήμης. Οι ανοσολογικοί μηχανισμοί είναι πολύπλοκοι και πολλές φορές αλληλοεπικαλύπτονται. Η δυσλειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος οδηγεί σε παθολογικές καταστάσεις (πχ. αυτοανοσία, υπερευαισθησία, ανοσοανεπάρκειες).

54 Βιβλιογραφία: A. Γερμενής, Ιατρική Ανοσολογία, Εκδόσεις Παπαζήση, Αθήνα, 2000. J. Griffin, Immunology and Haematology, Elsevier Science Ltd, London, 2003. R. Goldsby, T. Kindt, B. Osborne, J. Kuby, Immunology (5th edition), W.H. Freeman and Co, NY, 2003. A. Guyton, Iατρική Φυσιολογία, Εκδόσεις Γ. Παρισιάνος, Αθήνα, 1992. C. Janeway, P. Travers, M. Walport, M. Shlomchik, Immunobiology (5th edition), Garland Publishing Group, NY, 2001.