Podstawy immunologii Układ limfatyczny

Podstawy immunologii
Układ limfatyczny
Immunologia - nauka o odporności
Ø Odporność – reakcja komórek i tkanek na obce substancje lub
antygeny/patogeny (immunogeny), jak mikroorganizmy (bakterie,
wirusy), pasożyty, białka, polisacharydy: odporność nieswoista –
naturalna, wrodzona; odporność swoista – nabyta
ü Odporność wrodzona lub naturalna – najprostszy mechanizm
§
§
§
§
§
§
§
ochrony, występujący bez wcześniejszej ekspozycji do patogenu
i wywołuje szybką odpowiedź.
Stanowią ją:
Powierzchnie nabłonkowe (nabłonek w-wy płaski, nabłonki błon
śluzowych) )
Połączenia zamykające pomiędzy komórkami nabłonków
Bariery fizjologiczne
Neutrofile
Makrofagi z właściwościami fagocytarnymi
Komórki NK
Liczne białka (cytokiny, białka układu dopełniacza)
Immunologia jako nauka o odporności
ü Odporność nabyta – u osoby, eksponowanej na działanie
patogenu/antygenu. Uczestniczą w niej limfocyty oraz cytokiny,
w odpowiedzi na działanie patogenu lub antygenu wywołują odpowiedź
immunologiczną.
Dwa typy odpowiedzi na antygen:
v Odpowiedź za pośrednictwem przeciwciał produkowanych przez
plazmocyty, zw. odpowiedzią humoralną i oddziałuje na antygeny
zlokalizowane poza komórką lub związane z jej powierzchnią
v Odpowiedź typu komórkowego, która wymaga tego, aby antygen został
sfagocytowany i następnie zaprezentowany
Komórki układu immunologicznego
Ø Limfocyty B i T, NK
Ø Komórki (APC) prezentujące antygen
Antigen – presenting cells
§ makrofagi
§ limfoidalne komórki dendrytyczne
§ komórki dendrytyczne grudek limfatycznych węzłów limfatycznych
§ komórki M nabłonka limfoidalnego jelit
§ komórki Langerhansa naskórka
Ø Komórki tuczne
Fc receptor (IgE)
ØGranulocyty
Limfocyty
Limfocyty B i T - są zdolne do odpowiedzi
immunologicznej, czyli rozpoznania i reagowania na
obce antygeny
Erytrocyty
Antygen – substancje rozpoznawane przez organizm, jako obce, z właściwościami:
ü Immunogenność – zdolność do wywoływania odpowiedzi immunologicznej,
przejawiającej się wytwarzaniem przeciwciał z uczulonych limfocytów.
ü Antygenowość - zdolność do swoistej reakcji z produktami odpowiedzi
immunologicznej: immunoglobulinami lub uczulonymi limfocytami.
O właściwościach i wysokiej swoistości antygenu decyduje obecność na jego
powierzchni specjalnych ugrupowań aminokwasów – epitop lub determinanta
antygenowa
Limfocyty B (Bone marrow derived lymphocyte)
Ø Receptory limfocytów B (BCR)
ØOdpowiedzialne za wywoływanie odpowiedzi typu humoralnego,
produkcję przeciwciał jednej klasy (komórka plazmatyczna)
ØCzęść limfocytów B – komórki pamięci immunologicznej
Limfocyt B → Limfoblast → Plazmocyt → Ig
Limfocyty T
ØReceptory swoiste dla limfocytów T – TCR (T cell receptor)
ØUczestniczą w odpowiedzi typu komórkowego.
ØNabywają, jako tymocyty, kompetencji pod wpływem grasicy (Thymus).
• w korze nabywają specyficznych markerów CD (Cluster of differentiation) –
błonowe białka integralne: CD2, CD3, CD4, CD8
• W rdzeniu niektóre tymocyty tracą CD4 i stają się CD8+,
inne tracą CD8 i stają się CD4+
Limfocyty T
Subpopulacje limfocytów T
a) T helper (Th1 i Th2) CD4
+
(pomocnicze)
b) T cytotoksyczne (Tc) CD8+
c) T regulatorowe (Treg) CD8+ [supresorowe (Ts)]
d) T pamięci immunologicznej
Wszystkie populacje zawierają na swej powierzchni receptory TCR rozpoznające
peptydy wspólnie z wyspecjalizowanymi antygenami głównego kompleksu
zgodności tkankowej, występującymi na powierzchni komórek APCs.
Długo żyjące, komórki immunokompetentne
Komórki NK (Natural Killer)
Ø Null cells (nie mają markerów powierzchniowych limfocytów B i T, nie mają
TCR) - ok. 5% limfocytów krwi
Ø Spontaniczna (bez uczulenia) cytotoksyczność wobec komórek
infekowanych lub nowotworowych
Target cell
NK cell
Komórki prezentujące antygen (APC)
Monocyt
makrofag
Makrofagi
IL-1 ® aktywacja Th
Prostaglandyna E2 (PGE2) ® hamowanie reakcji immunologicznej
Komórki dendrytyczne
Komórka dendrytyczna człowieka
Antygeny zgodności tkankowej
v Główny układ zgodności tkankowej (Major Histocompatibility Complex) MHC.
Antygeny odpowiedzialne za odrzucanie przeszczepu allogenicznego - antygeny
zgodności tkankowej lub transplantacyjne.
Zespół kodujących genów – główny układ zgodności tkankowej.
MHC – glikoproteiny
MHC klasy I
Powierzchnia wszystkich komórek
jądrzastych, w niewielkich ilościach
na erytrocytach
MHC klasy II
Na powierzchni komórek
immunokompetentnych
i zrębu grasicy
v Główny układ zgodności tkankowej człowieka zwany jest układem HLA I i II)
(Human Leukocyte Antigens), wykryty po raz pierwszy na krwinkach białych
Wszystkie limfocyty T (z wyjątkiem komórek T pamięci immunologicznej)
rozpoznają te epitopy, które są związane z cząsteczką klasy I lub klasy II
HLA
Przeciwciała (immunoglobuliny)
Glikoproteiny syntetyzowane przez komórki plazmatyczne
v IgG – ok. 75% Ig surowicy krwi. Przenika przez barierę krew-łożysko.
v IgM – ok. 10% Ig surowicy krwi.. Pierwsze przeciwciało
w życiu osobniczym, produkowane przez limfocyty B, nie pobudzone
antygenem.
v IgA – w niewielkiej ilości w surowicy krwi i jest głównym przeciwciałem
wydzielin (ślina, łzy, mleko, śluz).
v IgE – wiąże się z receptorami powierzchni komórek tucznych oraz
granulocytów zasadochłonnych, powodując ich degranulację
v IgD – Wspólnie z IgM pojawia się w błonie komórkowej wielu limfocytów B,
jako jedno z pierwszych przeciwciał w życiu osobniczym.
Układ dopełniacza
Wieloskładnikowy system enzymatyczny. Grupa ok. 30 białek surowicy krwi, które
powodują lizę bakterii i innych komórek
Ø (1) Aktywacja na drodze klasycznej (kompleks antygen-przeciwciało)
Ø (2) Aktywacja na drodze lektynowej – wiązanie mannozy lektyn powierzchni
komórek z węglowodanami powierzchni patogenu
Ø (3) Alternatywna droga aktywacji (spontaniczna aktywacja składnika C3 )
(3)
(2)
(1)
Układ limfatyczny
1. Dyfuzyjna tkanka limfatyczna.
Głównie w błonie śluzowej układu żołądkowo-jelitowego i układu
oddechowego. Utworzona z komórek limfoidalnych lub grudek limfatycznych nie
otoczonych torebką łącznotkankową
2. Tkanka limfoidalna otoczona
torebką łącznotkankową.
Narządy limfatyczne centralne: szpik kostny, grasica
oraz obwodowe: węzły limfatyczne, śledziona, migdałki.
Komórki budujące - limfocyty B i T
oraz komórki towarzyszące – APC, inne)
Dyfuzyjna tkanka limfoidalna
Ze względu na miejsce występowania komórek limfoidalnych zwana jest tkanką
limfatyczną związaną z błoną śluzową (MALT)
MALT Mucosa-associated lymphoid tissue
BALT
Bronchus-associated lymphoid tissue
Tkanka limfatyczna występująca w oskrzelach
GALT
Gut-associated lymphoid tissue
Tkanka limfatyczna związana z jelitem
BALT i GALT - rozproszone komórki immunokompetentne oraz grudki limfatyczne
izolowane (pojedyncze)
Kępki Peyera – część składowa GALT - agregaty grudek
limfatycznych (grudki skupione w jelicie krętym)
Narządy układu limfatycznego
Centralne
v Szpik kostny (limfocyty B)
v Grasica (limfocyty T)
Obwodowe
v Węzły limfatyczne
v Śledziona
v Migdałki
Szpik kostny
Szpik
kostny
Grasica
Grasica
Niedojrzałe immunologicznie limfocyty (tymocyty) ze
szpiku kostnego różnicują się w dojrzałe limfocyty T
R
K
K
Inwolucja
Grasicy
R
W inwolucji uczestniczą hormony
steroidowe
Kora
Rdzeń
v Zrąb grasicy - komórki siateczkowate
pochodzenia nabłonkowego.(endoderma)
v Inne elementy – torebka łącznotkankowa
i przegrody, naczynia, tymocyty,
limfocyty T, makrofagi, komórki
dendrytyczne – mezenchyma
Komórki zrębu – czynnik
transkrypcyjny Foxn1,
regulujący różnicowanie komórek zrębu
kory i rdzenia grasicy,
przed przybyciem tymocytów.
Mutacja genu – brak grasicy.
14 tydzień
1.Thymus capsule
2. Thymic nurse cells
3. Connective tissue septa with blood vessels
4. Subcapsular epithelium
(blood-thymus barrier)
5. Cortical epithelial cells
6. Medullar epithelial cells
7. Dendritic cells (from the bone marrow)
8. Hassall's corpuscle (histological picture)
9. Macrophages (from the bone marrow)
A. Cortex
B. Medulla
Podtorebkowe komórki
nabłonkowe
Makrofagi pochodzenia
szpikowego (monocyty)
Grasica
Kora
Tymocyty – komórki podwójnie negatywne:
CD4− oraz CD8−
Komórki
nabłonkowe
kory
Połączenie
kora-rdzeń
Ciałka
Hassala
Komórki
nabłonkowe
rdzenia
Komórki
dendrytyczne
pochodzące ze
szpiku
tylko w rdzeniu
Limfocyty − receptor komórek T (TCR), CD4
oraz CD8
Komórki podwójnie pozytywne
SELEKCJA POZYTYWNA
W korze komórki zrębu posiadają na swej powierzchni cząsteczki MHC I i MHC II
wymagane dla rozwoju Th (CD4+), Tc i Ts (CD8+)
MHC I + antygen własny = CD8 +
MHC II + antygen własny = CD4+
Bariera krew-grasica
Zlokalizowana w korze grasicy.
Elementy bariery:
ü Śródbłonek naczyń z połączeniami
zamykającymi
ü Błona podstawna
ü Komórki nabłonkowe kory połączone
desmosomami
Grasica
Rdzeń
Komórki zrębu rdzenia produkują czynnik transkrypcyjny aire tkankowo specyficzne białko własne, które pozwala na eliminację
limfocytów T, rozpoznających własne antygeny, jako obce
(autoreaktywne limf. T). Mutacja genu aire – choroby
autoimmunologiczne.
Funkcja sekrecyjna grasicy
Selekcja negatywna ®
ØTymozyna alfa
ØTymopoetyna
ØTymulina
ØGrasiczy czynnik humoralny
ØTymostymulina
Ciałka grasicze produkują cytokinę – limfopoetyna zrębu
grasicy, stymuluje komórki dendrytyczne grasicy
do wspomagania dojrzewania limfocytów T CD4+ i CD8+
Ciałko grasicze
Dojrzewanie limfocytów T w grasicy
Podwójnie
negatywne
(DN)
Podwójnie
pozytywne
(DP)
Limfatyczne narządy obwodowe
Grudka limfatyczna
Pochodzenie mezenchymatyczne
Pierwotna
Włókna siateczkowe
(kolagen typu III)
Tkanka łączna właściwa
siateczkowa
Limfocyty B
(naiwne)
Wtórna
B
Pasmo zagęszczenia (mankiet)
Ośrodek rozmnażania
(centrum reaktywne)
limfocyty B, komórki
dendrytyczne
Ośrodek
rozmnażania
Proliferaujące
limfocyty
Limfocyty B (IHC)
Węzły limfatyczne (chłonne)
Naczynia limfatyczne
doprowadzające
Zatoki brzeżne
Zatoki
rdzenne
Zatoki
promieniste
Węzły limfatyczne
Kora
Strefa podkorowa
Rdzeń
Strefa grasiczoniezależna (limfocyty B)
Strefa grasiczozależna (limfocyty T)
HEV
Żyłki o wysokim
śródbłonku
Węzły limfatyczne
Przedziały czynnościowe w węźle limfatycznym
Naczynia
limfatyczne
doprowadzające
Zatoka brzeżna
Zatoka
promienista
Grudka limfat.
Kora
HEV
Strefa podkorowa
Zatoka
rdzenna
Naczynie
limfatyczne
odprowadzając
e
Rdzeń
Zatoka rdzenna
Węzeł chłonny
§ interakcja pomiędzy antygenami
a komórkami limfoidalnymi
§ główne miejsce rozwoju komórek
limfoidalnych podczas odpowiedzi
immunologicznej
§ zawiera limfocyty B (grudki chłonne),
limfocyty T (strefa podkorowa),
komórki plazmatyczne i makrofagi
(rdzeń)
§ większość limfocytów dociera do
węzła drogą wyspecjalizowanych
żyłek o wysokim śródbłonku (HEV)
§ antygeny z tkanek docierają do węzła
w limfie, która przepływa systemem
zatok
Węzły limfatyczne – funkcja
v Filtrują limfę i zatrzymują antygeny (zatoki)
v Niszczą i prezentują antygeny (komórki dendrytyczne)
v Są miejscem proliferacji limfocytów B (grudki limfatyczne)
i limfocytów T (strefa przykorowa)
v Są miejscem różnicowanie limfoblastów w limfocyty B i T efektorowe
v Są miejscem wydzielania przeciwciał przez limfocyty B ® komórki
plazmatyczne
W węzłach limfatycznych znajdują się wszystkie komórki
potrzebne do odpowiedzi immunologicznej.
Węzły limfatyczne zatrzymują 99% antygenów
Węzły limfatyczne
Przerzuty nowotworów
do węzłów chłonnych
Zatoki
brzeżne
Zatoki
promieniste
Antygeny (bakterie, komórki nowotworowe)
docierają do węzła limfatycznego:
ØZatrzymanie w węźle limfocytów
krążących, zdolnych do odpowiedzi
na antygen (może doprowadzić do
zniszczenia antygenu). Antygeny
lokują się głównie na komórkach
dendrytycznych (komórki
dendrytyczne grudek limfatycznych
i splatające stref grasiczozależnych)
ØIntensywna proliferacja limfocytów B
w grudkach – wytwarzanie
przeciwciał, intensywna proliferacja
limfocytów T w strefie przykorowej
Powiększenie węzłów
Śledziona
Zrąb – tkanka łączna siateczkowa
Pochodzenie mezenchymatyczne
Torebka łącznotkankowa
Przegrody łącznotkankowe
MB
v Miazga biała (5 – 20% całej masy śledziony)
v Miazga czerwona
MC
Unaczynienie śledziony
Naczynia
włosowate
elipsoidalne
Tętniczki
pędzelkowte
Sznury
śledzionowe
Obecne tylko naczynia limfatyczne odprowadzające.
Są nieliczne i znajdują się jedynie w torebce
łącznotkankowej.
Strefa brzeżna
Tętnice promieniste
dochodzące do strefy
brzeżnej
Miazga
biała
Zatoki
śledzionowe
Tętnica centralna
Strefa marginalna
Zatoki
przybrzeżne
Beleczka
łącznotkankowa
Strefa grasiczozależna
Kom. APC
Zatoki brzeżne
Sieć zatok
strefy brzeżnej
Żyła beleczkowa
Tętnica beleczkowa
Tętnica śledzionowa ® Tętnice beleczkowe® Tętnice centralne (tętniczki i naczynia włosowate zaopatrujące miazgę białą) ®
Tętniczki pędzelkowe (elipsoidalne) otoczone pochewką z makrofagów ® naczynia włosowate sinusoidalne (zatoki
śledzionowe) - komórki śródbłonka pręcikowe ® żyły miazgowe ® żyły śledzionowe
Krążenie otwarte – krew z tętniczek pędzelkowych wylewa się bezpośrednio do miazgi czerwonej
Krążenie zamknięte – krew z tętniczek wpływa do zatok śledzionowych
Miazga biała śledziony
Grudka limfatyczna
Tętnica centralna
Ugrupowania limfocytów B i T (Grudka limfatyczna
z ośrodkiem rozmnażania – limfocyty B).
Limfocyty T (głównie Th) (PALS), nieregularne osłonki
wokół tętnicy centralnej. Tętnica centralna
w grudce mimośrodkowo
Miazga czerwona śledziony
Sznury
v tętniczki pędzelkowe otoczone warstwą makrofagów
v zatoki śledzionowe (z)
v komórki siateczki stanowiące zrąb
v sznury komórkowe (śledzionowe)
v wszystkie typy komórek krążącej krwi
Z
Funkcja śledziony
Ø Filtr krwi zatrzymujący antygeny niszczone przez makrofagi i granulocyty
Ø Prezentacja antygenów limfocytom
Ø Miejsce proliferacji limfocytów B (ośrodki rozmnażania grudki limfatycznej
miazgi białej) i limfocytów T (strefa PALS)
Ø Produkcja przeciwciał
Ø Niszczenie zużytych erytrocytów
Ø Rezerwuar krwi
Migdałek podniebienny
Narząd parzysty
Strefa grasiczozależna – pomiędzy grudkami
limfatycznymi
Nabłonek limfoidalny
Migdałek językowy
Ø Zazwyczaj kilka. Umiejscowione u nasady języka
Ø Pokryte nabłonkiem wielowarstwowym płaskim
Ø Obecność jednej krypty, wzdłuż której grudki limfatyczne
Migdałek gardłowy
Ø Narząd pojedynczy w tylno-górnej części gardła
Ø Pokryty nabłonkiem wielorzędowym walcowatym
urzęsionym
Ø Częściowo nabłonek wielowarstwowy płaski
Ø Brak krypt
Nabłonek limfoidalny
Wyrostek robaczkowy
Migdałek podniebienny
Dwunastnica
W nabłonku obecne limfocyty, w mniejszej
lub większej ilości oraz komórki M
Limfocyty śródnabłonkowe