Post on 08-Nov-2018
BUNKY
IMUNITNÉHO SYSTÉMU
Bunky IS
- bunky imunitného systému - LEUKOCYTY- rôzne dlhý čas života - úbytok je dopĺňanýhematopoézou- hematopoéza = formovanie a vývoj červenýcha bielych krviniek z kmeňovej bunky CD34+
// u dospelého jedinca prebieha najmä v kostnej dreni(medulárne) //
- základom hematopoézy je pluripotentnákmeňová bunka ktorá sa diferencuje sa nalymfoidné a myeloidné kmeňové bunky
Hematopoéza- z kmeňových buniek vznikajú progenitorové bunky, ktoré sú nasmerované k diferenciácii na základné typy krvných buniek:
erytrocyty ♦ lymfocytytrombocyty monocytygranulocyty
- Hematopoéza je regulovaná najmä cytokínmi:
¤ IL-3 (multilineage - CSF)¤ GM-CSF¤ M-CSF¤ G-CSF¤ erytropoetín¤ IL-4, IL-5, IL-6, IL-7,IL-8,IL-9
Krvné leukocyty
60%
4%
< 0.2 %
8%
T - Ly
B - Ly
NK bb.
25%
Granulocyty (PMNL)
AgranulocytyLymfocyty
Neutrofilné granulocyty
Eozinofilné granulocyty
Bazofilné granulocyty
Monocyty
* Percentuálne zastúpenie u človeka
*
Recirkulácia Ly
Klasifikácia lymfocytov
PODSTATA:
prítomnosť membránových znakov (rozpoznávacie glykoproteíny) na povrchu bunky – dokazujú sa Abs (špecifická väzba)
1. CD (na všetkých leukocytoch)
2. expresia receptorov na rozpoznávanie antigénov (len na T a B – Ly)
3. MHC antigény
Systém bunkových znakov CD – znak (marker)
CD = cluster of differentiationCD znak => molekula alebo komplex molekúl, ktoré bunka exprimuje;je jedinečný- tieto molekuly nám pomáhajú diferencovať typ (subtyp) bunky, jejmaturačné štádium, stupeň aktivácie, a pod.Názov pozostáva z písmen CD a číslic (napr.: CD3, CD8,...)
CD3 – len na T – Ly (na všetkých subtypoch)
CD4 – TH
CD8 – TC
CD19 – len na B – Ly
CD64 – monocyty
CD66 – PMNLs
CD68 – makrofágy
CD16 – NK bunky
CD40 – dendritické bunky
CD33 – všetky myeloidné bb.
CD znaky leukocytov
protein tyrosine kinase p56lckfunction as a signaling molecule for antigen-specific signal transduction
Polymorfonukleárne leukocyty (PMNL)
- pre zrelé PMNL je charakteristické viaclaločnaté jadro agranuly v cytoplazme
- na základe rozdielneho farbenia granúl rozlišujeme 3 typygranulocytov:
1. Neutrofily – nefarbia sa ani bázickymi ani kyslýmifarbivami
2. Eozinofily – farbia sa acidickými farbivami na červeno
3. Bazofily – farbia sa bázickými farbivami na tmavomodro
NeutrofilyZastúpenie: u človeka ∼ 60 % zo Σ leukocytov (4,3 – 11 x 109/1l krvi)
u hlodavcov ∼ 20 – 25 % z leukocytovVeľkosť: ∼15 μm- nezrelé – tyčka (tvar jadra)- zrelé – segmentované jadroV cytoplazme:- granuly s bakteriocídnymi látkami – primárne (azúrofilné) obsahujúhydrolázy, myeloperoxidázu; sekundárne - obsahujú laktoferín, lyzozým ,alkalickú fosfatázu, kolagenázu...- veľké množstvo glykogénu – zdroj glukózy pri anaeróbnej glykolýze →PMN môžu zostať v poškodenom tkanive s nízkym obsahom O2 , napr. vmieste bakteriálnej infekcieNa bb. membráne:- početné receptory (FcR pre IgG, CR), adhezívne molekuly (integríny,selektíny) a iné GLP molekuly
NeutrofilyVznik – v KD, tam sú zadržiavané asi 5 dní, potom migrujú do krvnéhoobehu a na chemotaktické podnety sa presúvajú do tkanív na miestozápalu- žijú krátko; v krvi polčas 5 hod.- ak sa nezúčastňujú procesu fagocytózy hynú apoptózouFUNKCIA:- základné bb. 1. obrannej línie hostiteľa proti patogénnymmikroorganizmom, cudzorodým bb., a iným látkam – profesionálnefagocyty- fagocytóza – enzýmy primárnych granúl – usmrcujú fagocytované
mikróby– enzýmy sekundárnych granúl – rozkladajú Ag
- obsah granúl sa môže uvoľniť aj extracelulárne po aktivácii PMNimunokomplexom, prostredníctvom Fc receptorov- kľúčová úloha v zápalovom procese (rýchlo sa mobilizujú, uvoľňujúmediátory)- aktivácia neutrofilov in vivo sa prejavuje zvýšenou tvorbou laktoferínu
Neutrofily
Eozinofily- asi 4% zo všetkých PMNL- veľkosť ∼18 μmV cytoplazme:- Eo obsahuje okolo 200 granúl – hlavný bázický proteín (MBP), kyslá fosfatáza, arylsulfatáza, eozinofilná peroxidáza, kationický proteín eozinofilu
- MBP pôsobí toxicky na parazity a nádorové bb., väzbou na bazofilné bb. z nich uvoľňuje histamín
Na membráne – receptory pre IgE a zložky komplementu → dôležitá úloha pri alergických reakciáchFUNKCIA:- veľmi dôležité pri obrane voči parazitárnym infekciám (hlavne proti helmintom v črevnom trakte) i voči nádorovým bunkám a zúčastňujú sa hlavne zápalových reakcií: sú aktivované lymfocytmi- alergické reakcie- schopnosť fagocytózy – podstatne menšia ako PMN
Eozinofily
Bazofily
Výskyt v krvi: < 0.2 % zo Σ Leu
- morfologicky sa podobajú tkanivovým mastocytom, majú za úlohuochranu mukóznych povrchov tela
Cytoplazma:
- granuly obsahujú veľké množstvo zápalových mediátorov(heparín, histamín...); neobsahujú peroxidázu
Na membráne:
- receptory: FcRε (pre IgE)
FUNKCIA:
- alergické reakcie
- nefagocytujú
Bazofily
Mastocyty
Mastocyty (Msc)- tkanivové bunky- veľkosť ∼ 30 μm- mononukleárne bunky s metachromaticky zafarbenými granulami- relatívne malé jadroVýskyt:- len zriedkavo v krvi, väčšinou sú roztrúsené v spojivovom tkanive,hlavne v susedstve krvných, lymfatických ciev a periférnych nervov.- veľký výskyt je blízko epitelových povrchov, ktoré sú vystavenépôsobeniu alergénov vonkajšieho prostredia (dýchací, tráviaci systéma koža )Cytoplazma:- granuly obsahujú veľké množstvo zápalových mediátorov(heparín, histamín...); neobsahujú peroxidázuNa membráne:- receptory FcRε (pre IgE)
MastocytyPokojový Msc Aktivovaný Msc
FUNKCIA:
- Msc ak sú aktivovanénaviazaním antigénu namolekuly protilátky triedy IgE,spúšťajú lokálnu zápalovúodpoveď uvoľnením látok,ktoré ovplyvňujú permeabilitukrvných ciev
- sú hlavnými bunkami prialergických ochoreniach
Monocyty
- veľkosť 12-20 μm, v normálnej krvi 6 - 8%- mononukleárne bb.- okrúhly, inokedy nepravidelný tvar, veľa cytoplazmy a veľké, excentrickyuložené jadro, zriedkavo okrúhle, častejšie nepravidelného tvarupripomínajúce embryo.- Cytoplazma je často vakuolizovaná a farbí sa slabo bazofilne sivo-fialovo. Pri dobrom ofarbení je viditeľná ružovo-červená, bohatá, veľmijemná zrnitosť cytoplazmy.Monocytóza so zvýšením množstva leukocytov je aj priaznivýmsymptómom pri septických procesoch a infekčných ochoreniach.FUNKCIA:- profesionálne fagocyty- APC
* Zrelé monocyty putujú z kostnej drene do krvi, kde zostávajú cca 15-30hodín. Potom adherujú na cievny endotel a opúšťajú krvné riečištediapedézou, premiestňujú sa do tkanív, kde sa premieňajú na makrofágy.
Monocyty
Antigén prezentujúce bunky = APC
(Antigen Presenting Cells)
DENDRITICKÉ BUNKY (DC)
MAKROFÁGY (MØ)
B - LYMFOCYTY
FUNKCIA:
- vychytanie Ag
- spracovanie Ag
- prezentácia Ag peptidov špecifickým T - Ly
MØDC
B - Ly
Makrofágy
Monocyt
V peritoneálnej tekutine
MakrofágyDeterminačné povrchové znaky: CD54, CD68, MHC, Fc receptory, C receptory
Monocyt z krvi → prechod do tkaniva → premena na MØ- mononukleárne fagocyty- dĺžka života 75 dní- antigén prezentujúce bb. = APC- tkanivové MØ – 1. obranná línia hostiteľa
VÝSKYT:- alveolárne MØs v pľúcach- Kupfferove bb. v pečeni- histiocyty v spojivovom tkanive- mikroglia v CNS- osteoklasty v kostiach- peritoneálne a pleurálne MØs v seróznych dutinách- intravaskulárne MØs v endoteli kapilár
Makrofágy
FUNKCIE:
- základné efektorové bb. proti intracelulárnym baktériám, prvokom,vírusom, mnohobb. parazitom, nádorovým bb. a chybným bb. klonom
- schopnosť rozpoznať, vychytať, spracovať a prezentovať antigén
- fagocytóza
- expresia MHC molekúl II. triedy
- produkcia imunoregulačných látok
- schopnosť MØs odovzdávať nešpecifické stimulačné signály
- produkcia reaktívnych molekúl (NO, •OH, O2-1, H2O2)
Dendritické bunkyCD40
VÝSKYT:v nelymfatických periférnych tkanivách
Langerhansove bb. (koža, dlaždicový epitel ústnej dutiny, pažeráku a pošvy)
intersticiálne DC (srdce, obličky)
v cirkulácii
DC v periférnej krvi (0,4 %)
závojnaté bb. (aferentné lymfatické cievy)
v sekundárnych lymfatických tkanivách
vmedzerené DC
v medule týmusu
týmusové DC
Dendritické bunky (DC)
Dendritické bunky (DC)FUNKCIA:
- najvýkonnejšie APC
- schopnosť aktivovať naivné T – Ly
- fagocytóza (častice a mikróby)
- makropinocytóza (solubilné Ag)
Závojnatá DC + Ly
Lymfocyty
Lymfocyty
Ly => malý, stredný, veľký
Malý, zrelý lymfocyt je najmenším leukocytom s rozmermi od 8-12 μm.
Jadro - okrúhly alebo oválny tvar. Zaberá takmer celú bunku a je tvorenýmasami chromatínu, ktorý tvorí hustú kompaktnú sieť a je hrudkovité.
Cytoplazma - obaľuje jadro len uzučkým lemom, farba svetlo modrá
V niektorých tzv. veľkých granulárnych lymfocytoch (LGL) sa nachádzajúv cytoplazme roztrúsené nie početné, červeno- purpurové, azúrofilnégranuly
Lymfocyty
Množstvo lymfocytov:
- v ľudskej krvi tvorí 25 - 30% zo všetkých leukocytov, u detí do 10 rokovmôže množstvo lymfocytov dosahovať 40 - 60%.
- u hlodavcov je pomer lymfocytov a granulocytov opačný ako u človeka
Množstvo lymfocytov môže vzrastať pri ochoreniach endokrinných žliaz(diabetes mellitus), po infekčných a toxických stavoch, TBC a iné.Významná lymfocytóza (pri malom počte leukocytov) je pri chrípke atýfuse.
K zníženiu množstva lymfocytov dochádza v začiatkoch akútnychinfekčných ochorení, pri všetkých ochoreniach vedúcich ku zmenšeniulymfatického tkaniva.
LymfocytyLymfocyty majú množstvo povrchových receptorov schopných viazaťširoké spektrum látok. Tieto zahŕňajú receptory pre cudzie antigény avlastné determinanty MHC systému; imúnne komplexy (komplexy protilátoks antigénmi); komplement; lymfokíny; mitogény (látky stimulujúce mitózu);hormóny; vírusy; a erytrocyty.
Lymfocyty rozdeľujeme do dvoch hlavných tried: T – lymfocyty (65 – 75 %)
B – lymfocyty (20 – 30 %)Sú nerozlišiteľné svetelným mikroskopom, ale na základe ich rôznych povrchovýchznakov (membránovo viazaných proteínov) sa dajú vzájomne odlíšiť pomocouprietokového cytometra.
Podstatou klasifikácie Ly je prítomnosť membránových markerov napovrchu bunky:
1. CD markery
2. Expresia receptorov na rozpoznávanie Ag (BCR, TCR)
T - lymfocyty- zúčastňujú sa na humorálnej a aj bunkami sprostredkovanej imunitnejodpovede
- dávajú sa do súvisu s pocitom „cítiť sa dobre“ (well-being) - kvalita akvantita života môže byť závislá od vhodného počtu zdravých T buniek
- bolo identifikovaných niekoľko subtypov T buniek, ktoré môžu byťodlíšené na základe ich úloh pri imunitných odpovediach:
• TH (helpery) – CD4; regulujú humorálne, aj bunkami sprostredkovanéimunitné odpovede - pomáhajú
• TS (supresory) – CD8; môžu potláčať imunitnú odpoveď
• TC (cytotoxické) – CD8; efektorové bb. s cytolytickým účinkom
• TDH (delayed-type hypersensitivity reaction) - sprostredkujúoneskorený typ hypersenzitivity
TH a TS majú odlišné vlastné antigény, podľa ktorých sa aj identifikujú
T - lymfocyty- TC a TDH bunky sa priamo zúčastňujú na odvrhnutí (rejekcii) tkanivovýchtransplantátov, ktoré sú inkompatibilné s hostiteľom
- spoločný znak T – lymfocytov = T bunkový receptor (TCR)
Aby naivné T bunky boli aktivované antigénom, antigén im musí byťprezentovaný aktivovanou antigén prezentujúcou bunkou, ktorá exprimujeaj ko-stimulačné molekuly.
Antigén je rozpoznaný T-bunkovým receptorom vo forme peptidupripojeného na MHC molekulu na povrchu antigén prezentujúcej bunky(napr. makrofág, alebo dendritická bunka), pretože TCR rozpoznávaantigén vždy len v súčinnosti s molekulami MHC I. alebo MHC II.triedy a ak tieto sú zhodné s vlastnými MHC antigénmi na T bunke (MHCrestrikcia).
Aktivácia T buniek sa uskutoční len vtedy, ak antigén prezentujúce bunkybudú vykazovať ko-stimulačné molekuly CD80 alebo CD86 (viďnasledujúci obrázok).
Figure 2-17
B – lymfocytyCD19
Výskyt: 10-30% lymfocytov v periférnej krvi. Ich podiel v lymfatickejuzline je cca 20%, v tonzilách približne 40% a v slezine 35%.
Sú charakteristické prítomnosťou membránových imunoglobulínov(mIg), ktoré slúžia ako receptory pre antigén = B – cell receptor (BCR)
Pre - B bunky - veľké lymfoidné bunky, dajú sa rozpoznať podľaprítomnosti ťažkých reťazcov imunoglobulínov (μ) v cytoplazme, ale napovrchu bunky nemajú ešte stabilný imunoglobulínový receptor, ktorý jecharakteristický pre zrelé B bunky.
Naivné, zrelé B bunky majú okrem povrchového IgM, IgD ajreceptory pre C3b a Fc fragment IgG
Keď sa B bunky diferencujú a vyvíjajú na zrelé antigén-reaktívne bunky,začínajú na svojom bunkovom povrchu vykazovať molekulymonomérneho imunoglobulínu M. Neskôr môžu byť na membráne Bbuniek vyjadrené aj imunoglobulíny iných tried.
Väčšina cirkulujúcich B lymfocytov vykazuje IgM aj IgD
B - lymfocytyFunkciu B - buniek môžme testovať in vitro tak, že B bunky budemestimulovať mitogénom PWM (pokeweed, Phytolacca americana = druhamerickej buriny), ktorý u normálnych B lymfocytov vyvolá proliferáciu adiferenciáciu až na dospelé plazmatické bunky tvoriace Ig všetkýchtried.Aby k takejto odpovedi došlo musia sa B bunky kultivovať spoločne sTH bunkami izolovanými zo zdravých darcov.Na konci kultivačného obdobia sa tvorba Ig dokáže v supernatantekultivačného média rádioimunologickým testom, zmeraním inkorporácieznačkovaných aminokyselín, napr. 3H tymidínu (dôkaz proliferácie),alebo detekciou imunoglobulínov v cytoplazme pomocou antisér skonjugovaným fluoresceínom (dôkaz diferenciácie).
Plazmatické bunky
Plazmatické bunkyVýskyt: naj> v slezine
Morfológia:
- charakteristické svojim excentricky uloženým jadrom,početnými mitochondriami, množstvom drsnéhoendoplazmatického retikula a nápadným Golgiho aparátom.Týmto je bunka adaptovaná na účinnú produkciu protilátok, čo saprejaví aj na tmavomodro sfarbenej cytoplazme
⇒ vydiferencované, protilátky - syntetizujúce bunky, ktoré sa zanormálnych okolností v krvi nenachádzajú.
⇒ vznik z veľkých, prechodných B lymfocytov po aktivácii malých Blymfocytov antigénom v lymfatických orgánoch imunizovanéhojedinca
⇒ plazmatické bunky žijú len niekoľko dní, kdežto cirkulujúce malélymfocyty sú dlho žijúce (niekoľko rokov)
Plazmatické bunkyNa membráne:
- vykazujú vlastné antigény, ktoré sa nenachádzajú na jej B bunkovýchprekurzoroch, ale nevykazujú žiadne Ia antigény a nemajú anipovrchové Ig prekurzory.
Protilátka, ktorú sekretuje jediná plazmatická bunka (alebo špecifickýklon) môže byť z ktorejkoľvek triedy (napr. IgM, IgG, IgA alebo IgE), alejej antigén - väzbová špecificita bude identická s receptorovou, ktorábola pôvodná na B bunkovom prekurzore.
Primárna imunitná odpoveď- prvý prienik Ag do tela spúšťa tzv. indukčnú fázu - Ag je spracovaný aindukuje diferenciáciu imunokompetentných buniek na prekurzory Blymfocytov syntetizujúcich väčšinou dva typy protilátok, IgM a IgG, zatiaľ čo inébunky získavajú pamäť senzitívnu na tento Ag. Počas rastovej fázy salymfocyty aktívne množia a vylučujú protilátky špecifické pre Ag. Najprv IgM apotom IgG. Za rastovou fázou nasleduje zostupná fáza.Trvanie týchto fáz závisí od druhu, stupňa antigenicity látky a od spôsobu jejprieniku do organizmu.Sekundárna imunitná odpoveď- po druhom podaní toho istého Ag po niekoľkých týždňoch alebo rokochnasleduje tzv. negatívna fáza, ak v sére zostali nejaké protilátky. Tieto vymiznúveľmi rýchlo pre ich bezprostrednú reakciu, ktorou je tvorba komplexu santigénom.Ak je dávka Ag dostatočne vysoká, teda taká, aby antigény neboli spotrebovanépočas tvorby Ag-Ab komplexov, vtedy sa zaháji typická sekundárna odpoveď.Vďaka pamäťovým bunkám je zakódovaná odpoveď voči tomuto antigénu aindukčná fáza je veľmi krátka. Tieto bunky spúšťajú urýchlenú multiplikáciuIgM- a IgG- špecializovaných B lymfocytov (plazmatických buniek), ktoréintenzívne sekretujú protilátky, väčšinou IgG triedy.
Primárna a sekundárna imunitná odpoveď
Primárna a sekundárna imunitná odpoveď
NK bunky CD16, CD56,CD57
- výskyt: 5 – 15 % zo Σ Ly v krvi; slezina- nulové bb. = non – B, non – T- majú Fc receptory- bunková zložka vrodenej imunityFunkcie:- lýza nádorových a vírusom infikovaných bb. (nešpecifická cytotoxicita =bez predchádzajúcej senzibilizácie)- účasť na ADCC reakcii- produkcia cytokínov zapájajúcich sa do regulácie iných procesov- rozpoznávajú cieľové bb. bez MHC restrikcie
- IL-2; IFN zvyšujú proliferáciu a cytotoxickú aktivitu NK bb.- cytopl. granuly obsahujú perforín, granzým a serínovú esterázu
NK bunky - PERFORÍN = cytolytický proteín (GLP)
- k uvoľneniu je potrebný IL-2 a Ca2+
- funkcia: lýza membrány cieľovej b. → smrť bunky
Pre aktiváciu NK bb. sú dôležité ich adhezívne molekuly(membránové lektíny C – typu)
KILLERS = na protilátkach závislé K – bb.
NK a K sa líšia svojimi funkčnými vlastnosťami, ináč súnositeľmi tých istých receptorov a majú rovnakú morfológiu
Trombocyty
Thrombocytes are cells that play a key role in blood clotting. In mammals, thrombocytes are anucleated cell fragments called platelets. Nucleated thrombocytes of nonmammalian vertebrates differ from the mammalian thrombocytes not only in having a nucleus and thus resembling B lymphocytes.