Tkanka limfoidalna i układ limfatyczny

Mechanizmy obronne organizmu:
Odporność wrodzona:
• bariery nabłonkowe
• komórki fagocytujące
• receptory rozpoznające wzorzec
• ostre stany zapalne
Tkanka limfoidalna
i układ limfatyczny
(neutrofile, makrofagi, inne granulocyty,
mastocyty)
• limfocyty NK
• układ dopełniacza
Odporność adaptatywna (nabyta)
• reakcje immunologiczne
(limfocyty B, T, komórki prezentujące antygen,
makrofagi)
Komórki uczestniczące
w nieswoistych reakcjach
obronnych posiadają receptory
rozpoznające wzorzec (RRW)
– wzorce molekularne występujące
w mikroorganizmach,
natomiast nieobecne u zwierząt
bakteria
Antygen: substancja (zazwyczaj białko) wywołująca
reakcję immunologiczną
receptor
Epitop: fragment antygenu rozpoznawany przez
receptory limfocytów i/lub wiążący się
z przeciwciałem
RRW rozpoznają specyficzne
związki chemiczne obecne
w komórkach bakterii, grzybów,
bakteryjny DNA, wirusowe kwasy
nukleinowe (DNA i RNA)
cytokiny
Dotychczas zidentyfikowano receptory
rozpoznające ponad 100 wzorców
Przeciwciało (immunoglobulina): białko
(produkowane głównie przez komórki
plazmatyczne) swoiście wiążące epitop
Klasy: IgG, IgM, IgD, IgE,
IgA - zmodyfikowane przez
komórki wydzielnicze
Antygeny:
Typy RRW:
• RRW związane z endocytozą – po związaniu wzorca indukują
selektywną endocytozę zawierającego go mikroorganizmu
• RRW sygnalizacyjne – po związaniu wzorca przekazują do komórki
sygnał, uruchamiający ekspresję genów i syntezę cytokin.
Subpopulacje limfocytów:
Limfocyty B - odpowiedzialne za humoralną
reakcję immunologiczną,
receptor BCR (immunoglobulina)
• własne - tolerowane przez układ immunologiczny (tu ważna grupa:
antygeny MHC czyli zgodności tkankowej)
• obce - atakowane przez układ immunologiczny,
np. bakteryjne, wirusowe, pasożytnicze, przeszczepu)
Limfocyty NK (natural killers):
BCR
Limfocyty T - odpowiedzialne za komórkową
reakcję immunologiczną,
receptor TCR
TCR
• limfocyty T pomocnicze (T H)
• limfocyty T cytotoksyczne (T C)
• limfocyty T regulatorowe (T reg) = supresyjne (T S)
Limfocyty NK (natural killers)
Specyficzne białka (antygeny) powierzchniowe limfocytów:
CD19, CD20, CD40 – limfocyty B
CD4 – limfocyty TH
CD8 – limfocyty TC
CD4, CD25 – limfocyty Treg
CD16, CD56 – limfocyty NK
•
•
•
•
•
nie mają cech limfocytów B ani T
duże (12 µm)
zawierają dość liczne, duże pęcherzyki hydrolazowe
stała „gotowość” cytotoksyczna
receptory pobudzające aktywność: rozpoznają odcinki Fc
immunoglobulin
• receptory hamujące aktywność: rozpoznają własne antygeny
MHC zwierzęcia
• limfocyty NK zabijają:
- komórki obce antygenowo, zwłaszcza pokryte przeciwciałami
- komórki bez „własnych” antygenów MHC lub z ich obniżoną
ekspresją (komórki zainfekowane wirusami, komórki
nowotworowe)
• mechanizm zabijania taki jak limfocytów Tc
1
Komórki prezentujące antygen (APC):
antygen
1. „Profesjonalne” (działają spontanicznie)
• makrofagi
• komórki dendrytyczne
- kom. dendrytyczne w tkance limfoidalnej
- kom. splatające się w tkance limfoidalnej
- kom. Langerhansa w naskórku i innych
nabłonkach (jama ustna, drogi oddechowe)
• limfocyty B
MHC II
2. „Nieprofesjonalne” (wymagają stymulacji
cytokinami)
• komórki nabłonkowe zrębu grasicy
• komórki śródbłonka naczyń
• fibroblasty
• komórki mikrogleju
Komórki APC pochłaniają antygen, nadtrawiają go (w lizosomach,
niekiedy w proteasomach) i wystawiają jego fragmenty (epitopy)
na swoją błonę komórkową razem z antygenem MHC II - prezentując
w ten sposób antygen limfocytom T.
„Profesjonalne” APC z wyjątkiem limfocytów B
mają receptory rozpoznające wzorzec
Typy reakcji immunologicznych: odpowiedź humoralna
Typy reakcji immunologicznych: odpowiedź komórkowa
Komórka
APC
cytokiny: IL-4,
IL-5, IL-6, IL-10
plazmocyty
IL-2
cytokiny
granzymy
perforyny
limfocyty B pamięci
1. Przyłączenie obcego antygenu do receptora limfocytu B
2. Pobranie i prezentacja antygenu przez limfocyt B (pełni rolę APC)
limfocytowi TH – aktywacja limfocytu TH (produkuje cytokiny)
3. Aktywacja limfocytu B przez cytokiny limfocytu TH
4. Proliferacja limfocytów B (powstaje klon)
5. Transformacja limfocytów B w plazmocyty
6. Plazmocyty produkują przeciwciała (immunoglobuliny) skierowane
przeciw antygenowi, który wywołał reakcję
1. Rozpoznanie obcego antygenu związanego z komórką
przez limfocyt TC i limfocyt TH
2. Limfocyt TH aktywuje limfocyty TC
3. Proliferacja limfocytów TC
4. Kontakt limfocytów TC z komórkami obcymi antygenowo
5. Limfocyty TC zabijają obce antygenowo komórki, wydzielając
specjalne białka: perforyny i granzymy
! Niektóre limfocyty TC pozostają jako limfocyty T pamięci
! Niektóre limfocyty B nie przekształcają się w komórki plazmatyczne,
pozostając jako limfocyty B pamięci
Perforyny wbudowują się w błonę
komórkową atakowanej komórki
i tworzą w niej stale otwarte kanały
Tkanka limfoidalna =
• tkanka łączna siateczkowa +
• bardzo liczne limfocyty
Granzymy wnikają do wnętrza
atakowanej komórki i indukują
proces apoptozy
Tkanka łączna siateczkowa:
• sieć włókien srebrochłonnych
tworzących rusztowanie dla
• komórek z wypustkami
(fibroblasty, makrofagi,
komórki dendrytyczne)
atak...
i zwycięstwo
2
Formy tkanki limfoidalnej:
Umiejscowienie tkanki limfoidalnej:
• narządy limfatyczne:
• grudkowa
(głównie limfocyty B)
• rozproszona
(limfocyty T i B)
śledziona
węzły chłonne
grasica*
Grudki chłonne:
• pierwotne
• wtórne (po kontakcie z obcym antygenem)
- mankiet
- ośrodek odczynowy (namnażanie
limfocytów B i przekształcanie się
w komórki plazmatyczne)
• tkanka limfoidalna błon śluzowych:
- migdałki
- przewód pokarmowy wraz z wyrostkiem
robaczkowym
- drogi oddechowe
plazmocyt
apoptoza
Węzeł chłonny
limf. Bm
selekcja
selekcja
Selekcja limfocytów B
w ośrodku odczynowym
komórka
dendrytyczna
proliferacja
Limfocyty B namnażające się w trakcie humoralnej odpowiedzi immunologicznej
zostają poddane selekcji – przeżywają te, których receptory mają najwyższą
swoistość wiązania antygenu, pozostałe ulegają apoptozie. W tej selekcji
uczestniczą:
• grudkowe komórki dendrytyczne (prezentują limfocytom B antygen)
• grudkowe limfocyty Th (dodatkowo „sprawdzają” swoistość receptorów)
• makrofagi (usuwają limfocyty, które uległy apoptozie)
B
• zrąb łącznotkankowy:
- torebka
- beleczki/przegrody
limf. Th
• obszary:
- kora (grudki chłonne,
głównie limfocyty B)
- pas przykorowy (tkanka
limfoidalna rozproszona,
głównie limfocyty T)
- rdzeń (sznury rdzenne,
limfocyty B, T, komórki
plazmatyczne)
przybeleczkowa
Węzły chłonne są „filtrami” na przebiegu naczyń limfatycznych, monitorują
antygeny obecne w chłonce i w razie potrzeby inicjują reakcje immunologiczne
T
Naczynia chłonne
kora i
pas przykorowy
rdzeń
Kapilary:
• kom. śródbłonkowe (ściana ciągła,
ale o znacznej przepuszczalności)
• blaszka podstawna
Większe naczynia chłonne:
• budowa ściany jak w cienkościennych żyłach
• obecne zastawki
3
Drogi
przepływu chłonki
przez węzeł chłonny
Recyrkulacja
limfocytów
• tkanka limfoidalna węzła
• zatoki przykorowe
i rdzenne węzła
• wyprowadzające naczynie
chłonne
• krew
• żyłki o wysokim
śródbłonku
• tkanka limfoidalna węzła
1. Naczynia chłonne
doprowadzające
2. Zatoki brzeżne
3. Zatoki przybeleczkowe
(promieniste)
4. Zatoki rdzenne
5. Naczynie chłonne
wyprowadzające
Zatoki: przestrzenie wyścielone
komórkami śródbłonkowymi
tworzącymi nieciągłą
warstwę; zawierają
makrofagi, nieliczne
limfocyty i wypustki
kom. dendrytycznych
zatoki brzeżne i przybeleczkowe
HEV
Żyłki o wysokim śródbłonku (HEV) –
postkapilary wyścielone sześciennymi lub
walcowatymi komórkami śródbłonkowymi.
Komórki te mają w błonie cząsteczki adhezyjne
(adresyny) rozpoznawane przez receptory
(„receptory powrotu do domu”, homing
receptors) limfocytów
zatoki rdzenne
Miazga biała: tkanka limfoidalna jest rozmieszczona na przebiegu
małych tętnic (tętniczek centralnych) i tworzy:
• mankiety okołotętnicze (głównie limfocyty T)
• lokalne zgrubienia mankietów - grudki chłonne śledzionowe
(głównie limfocyty B)
Śledziona
Zrąb
łącznotkankowy:
• torebka
• beleczki
TC
Obszary:
• miazga biała (tkanka limfoidalna)
• miazga czerwona (tkanka łączna siateczkowata z licznymi
cienkościennymi naczyniami krwionośnymi)
Tkanka limfoidalna miazgi białej monitoruje skład antygenowy
przepływającej krwi
Miazga czerwona:
• sznury śledzionowe (tkanka łączna
siateczkowata z licznymi makrofagami)
• zatoki śledzionowe (kapilary o nieciągłej
ścianie) lub szerokie postkapilary
(śledziona zatokowa lub niezatokowa)
• komórki mięśniowe gładkie
Zatoka śledzionowa:
• wrzecionowate komórki śródbłonkowe
z szerokimi szczelinami międzykomórkowymi
• okrężne włókna srebrochłonne
• nieciągła blaszka podstawna
T. centralna
Żyła beleczkowa
T. beleczkowa
Beleczka
Strefa brzeżna
Strefa brzeżna (pogranicze miazgi białej i czerwonej) jest miejscem
pierwszego kontaktu antygenów z tkanką limfoidalną śledziony
• liczne niewielkie naczynia zatokowe
• liczne komórki prezentujące antygen
Postkapilara miazgi czerwonej: cienka ściana,
płaskie komórki śróbłonkowe ze szczelinami
i otworami, nieciągła blaszka podstawna
Makrofagi miazgi czerwonej fagocytują
i trawią „stare” erytrocyty, które:
• są sztywniejsze, z trudem przeciskają się przez
tk. siateczkowatą, mają dłuższy kontakt z makrofagami,
• mają zmieniony skład reszt cukrowcowych,
rozpoznawanych przez makrofagi
4
Krążenie krwi w śledzionie zatokowej (pies, królik) – dwa systemy
Krążenie otwarte
(eliminacja erytrocytów):
Krążenie krwi w śledzionie niezatokowej (kot, koń, świnia, przeżuwacze)
Krążenie zamknięte
tętnice beleczkowe
tętniczki centralne
tętniczki pędzelkowe
tętniczki osłonkowe*
OTWARTE prekapilary
przestrzenie międzykomórkowe
sznurów śledzionowych
zatoki śledzionowe
żyły miazgowe
żyły beleczkowe
tętnice beleczkowe
tętniczki centralne
tętniczki pędzelkowe
tętniczki osłonkowe
prekapilary
postkapilary o nieciągłej ścianie
żyły miazgowe
żyły beleczkowe
Krążenie zamknięte (reakcje immunologiczne):
tętnice beleczkowe
tętniczki centralne
gałązki t. centralnych
zatoki strefy brzeżnej
żyły miazgowe
żyły beleczkowe
*osłonka z dojrzewających makrofagów
Eliminacja starych erytrocytów w śledzionie
niezatokowej jest słabsza, istotny udział
w tym procesie ma wątroba
Śledziona jako „zbiornik krwi” (koń, chart)
Wewnętrzne rusztowanie zrazików grasicy budują komórki nabłonkowe
(nabłonkowo-siateczkowe) różnych typów:
Grasica
różni się od innych narządów
limfatycznych:
• pochodzenie nabłonkowe
• brak tkanki łącznej siateczkowatej
• brak grudek chłonnych
• wyłącznie limfocyty T
• nie zachodzą reakcje immunologiczne
skierowane przeciw obcym antygenom
• funkcja: „szkoła” dla niedojrzałych
limfocytów T
Budowa pseudozrazikowa:
• torebka łącznotkankowa
• niekompletne przegrody łącznotkankowe
dzielące miąższ na obszary (zraziki)
o podobnej budowie
Strefy zrazika grasiczego:
• kora (bardzo liczne limfocyty)
• rdzeń (mniej liczne limfocyty)
komórka
gwiaździsta
• gwiaździste
• barierowe
• ciałek Hassalla
Komórki nabłonkowo-siateczkowe
tworzą sieć, w jej przestrzeniach
leżą:
• limfocyty T
• makrofagi
• komórki dendrytyczne
1. Komórki gwiaździste
prezentują antygeny MHC i inne własne
antygeny dojrzewającym limfocytom T
2
1
kora
2. Komórki barierowe
Są połączone strefami zamykającymi,
tworząc bariery oddzielające korę
zrazika od tkanki łącznej, naczyń
krwionośnych (bariera krew-grasica)
i od rdzenia. Bariera uniemożliwia
dostęp obcych antygenów na teren
kory (przedwczesna aktywacja limfocytów
spowodowałaby ich apoptozę).
2
Ciałka Hassalla
• tylko w rdzeniu zrazików
• koncentryczny układ komórek nabłonkowych,
często degenerujacych (rogowacenie)
• wydzielają cytokiny kontrolujące dojrzewanie limfocytów Treg
rdzeń
1
5
Dojrzewanie limfocytów w grasicy
komórka gwiaździsta
prezentująca własne antygeny
W korze zrazików:
• ekspresja receptorów TCR
• ekspresja antygenów CD
receptory
(różnicowanie w TH, TC lubTreg)
• pierwsza selekcja: komórki
gwiaździste prezentują
limfocytom antygeny MHC
W rdzeniu zrazików:
• druga selekcja: kom. gwiaździsteniedojrzałe limfocyty T
i dendrytyczne prezentują
limfocytom własne antygeny różnych
tkanek wraz z antygenami MHC
• zasady selekcji: limfocyty, które nie
rozpoznają własnych antygenów albo
je rozpoznają, ale atakują – giną
(kom. gwiaździste „zmuszają” je do apoptozy)
Przeżywa zaledwie ok. 2 %!
selekcja
słabe
wiązanie
przechodzą
do krwi
mocne
wiązanie
(atak)
brak
wiązania
apoptoza i
eliminacja przez
makrofagi
Zaburzenie mechanizmu selekcji limfocytów w grasicy
prowadzi do uwalniania limfocytów, które mogą atakować
własne antygeny organizmu – rozwijają się wówczas
choroby autoimmunologiczne
Komórki nabłonkowo-siateczkowe grasicy produkują peptydy wpływające
na proliferację i różnicowanie limfocytów T (tymozyna, tymopentyna, tymulina,
zrębowa limfopoetyna grasicza).
U ssaków limfocyty B dojrzewają w tkance limfoidalnej przewodu
pokarmowego lub w szpiku krwiotwórczym, gdzie ulegają podobnej
selekcji – antygeny są im prezentowane przez komórki dendrytyczne lub
zrębowe komórki szpiku
• zlokalizowana w ścianie kloaki
• pochodzenie nabłonkowe
• ściana tworzy liczne, głębokie fałdy
pokryte nabłonkiem wielorzędowym
• w obrębie fałdów zraziki posiadające
część korową i rdzenną, są oddzielone
tkanką łączną
• zrazikach: nabłonkowe komórki
zrębu, limfocyty B, makrofagi
• struktura i funkcja podobna do grasicy
komórka zrębowa szpiku
Migdałki
U ptaków limfocyty B dojrzewają
w specjalnym narządzie
limfatycznym – torebce Fabrycjusza
(bursa Fabricii)
Rodzaje migdałków
krypty
Migdałki podniebienne
• największe
• otoczone łącznotkankową torebką
• liczne głębokie krypty
• nabłonek wielowarstwowy płaski
• są wbudowane w błonę śluzową
(należą do tzw. tkanki limfoidalnej
błon śluzowych)
• ich powierzchnię pokrywa
nabłonek, który może tworzyć
wpuklenia – krypty)
• obecne grudki chłonne
i rozproszona tkanka limfoidalna
• przeważają limfocyty B
• brak doprowadzających naczyń
chłonnych, obecne naczynia
wyprowadzające
Migdałek językowy
• nabłonek wielowarstwowy płaski
Migdałek gardłowy
• nabłonek dróg oddechowych (wieloszeregowy
z migawkami i komórkami kubkowymi)
Migdałki trąbkowe
• zlokalizowane u ujścia trąbek słuchowych
• nabłonek dróg oddechowych
Tkanka limfoidalna migdałków reaguje
na antygeny obecne w jamie gardłowej
(powietrze, pokarm), jeżeli przejdą one
przez barierę nabłonkową.
Antygeny przenoszone są przez specjalne
komórki obecne w nabłonku (komórki M)
Migdałki przynagłośniowe
• nabłonek wielowarstwowy płaski
Migdałek podniebienia miękkiego
• zlokalizowany na górnej powierzchni
podniebienia (od strony jamy nosowej)
• nabłonek dróg oddechowych
Występowanie:
• wszystkie migdałki u owcy i kozy
• świnia – brak migdałków podniebiennych
• krowa, koń – brak migdałków
przynagłośniowych
• kot – brak migdałków trąbkowych
i podniebienia miękkiego
• pies – brak migdałków trąbkowych,
przynaglośniowych i podniebienia
miękkiego
6
Skupiska tkanki limfoidalnej (zwłaszcza węzły chłonne)
łatwo ulegaja procesom zapalnym. Węzły chłonne są też
typowym miejscem przerzutów nowotworowych.
Nowotwory wywodzące się z tkanki limfoidalnej (chłoniaki,
chłoniakomięsaki) występują stosunkowo często u zwierząt
domowych.
7