Curs-Imunogenetica si Imunomodulare.pdf

8/18/2019 Curs-Imunogenetica si Imunomodulare.pdf

1/136

Partea 1-a

SISTEMUL IMUN

Curs 1. Sistemul Imun

Organismul animalelor şi omului, în decursul evoluţiei şi-a „construit" un sistem de apărare foarte

eficient pentru a putea rezista atacului numeroaselor micro-organisme care tind să-l dezorganizeze sau a

pătrunderii în interiorul său a structurilor str ăine, care-i pot modifica integritatea funcţională. El se

numeşte sistemul imun. Sarcina acestuia este să protejeze intacte structurile proprii (self) şi să le

elimine pe cele str ăine.

In ansamblul său sistemul imun este compus din organe specifice şi organe nespecifice. Organele

nespecifice sunt: pielea şi mucoasele, iar cele specifice sunt celulele şi moleculele specializate

pentru apărare.

Sistemul imun este structurat pe nivele de eficienţă

■ Primul nivel de apărare

Prima barier ă care se opune pătrunderii structurilor str ăine în organismul propriu este pielea, care

apar ă organismul de „intruşi" pe dinafar ă, precum şi mucoasele care apăr ă organismul pe dinăuntrul

tuburilor care str ă bat organismul (tubul digestiv, respirator, urinar, genital, urechi, ochi), împotriva

moleculelor str ăine şi a micro-organismelor (bacterii, fungi, virusuri, paraziţi).

Pentru aceasta organismul şi-a „construit", prin evoluţie, mai multe linii sau bariere de apărare.

Pielea separ ă organismul de mediul înconjur ător opunându-se în acest fel la invaziamicroorganismelor şi a moleculelor str ăine. Ea poate realiza acest lucru deoarece este formată din

celule epiteliaie care se ataşează solidar, una de alta, formând o "cuirasă" impenetrabilă pentru

intruşi. Numai leziunile care pot să apar ă velul ei pot să devină „poarta" de intrare pentru structurile

str ăine (nonself). Pielea se opune invaziei microorganismelor şi cu ajutorul produsului de secreţie a

glandelor sebacee numit sebum. El, de regulă, are un pH = 3-5 creat de către acizii gra şi şi acidul

lactic care se găseşte din abundenţă în sebum.

Mucoasele care că ptuşesc structurile tubulare (aparatul respirator, digestiv, genito-urinar, ureche)

apăr ă organismul de invazia structurilor str ăine pe aceiaşi cale ca şi pielea: a) prin alcătuirea ţesutului

epitelial care formează o structur ă de suprafaţă impermeabilă precum şi b) prin secreţiile care le elaborează

aşa cum sunt: saliva, mile, mucusul. Ele, au nu numai, proprietatea de-a spăla lumenul tuburilor de

eventualii invadatori, dar au şi capacitatea de-a fi bactericide (conţin substanţe antibacteriene şi

antivirale). Mucusul vâscos secretat de către celulele epiteliaie specializate numite celule calciforme are

proprietatea de-a îngloba intruşii (micro-organisme, praf etc.) şi ai elimina în afara organismului cu

ajutorul cililor vibratili care se găsesc în unele regiuni ale tractului respirator, oviduct etc.


2/136

Al doilea nivel de apărare

Este compus din: 1) leucocite şi 2) molecule diverse. Atât celulele cât şi moleculele sunt

r ăspândite în organism în toate ţesuturile, cu sarcina de-al apăra împotriva infecţiilor şi de a-1

proteja împotriva multiplicării nefireşti ale celulelor proprii care au suferit mutaţii devenind

canceroase.

Caracteristica fundamentală a celulelor şi moleculelor sistemului imun este capacitatea de-arecunoaşte şi a face distincţie între celulele şi moleculele proprii numite self şi cele str ăine numite

nonself. Celulele şi moleculele sistemului imun recunosc intrusul după structura moleculelor care

compun membrana acestuia, dacă este un microorganism sau sunt celule izolate, precum şi după

structura moleculei însăşi, dacă ea este suficient de mare. Orice structur ă care este în stare să

provoace un r ăspuns imun se numeşte antigen. Recunoaşterea structurilor str ăine are loc indiferent

că acestea sunt izolate sau dacă sunt legate de altele într-un complex.

Dacă structurile str ăine trec bariera constituită din piele şi mucoasă, atunci apărarea organismului

este preluată de către sistemul imun celular şi molecular, din cea de-a doua linie de apărare. Acesta, în

contact cu invadatorul, se activează şi intr ă în funcţiune realizând un răspuns imun menit să blocheze

şi apoi să distrugă şi să elimine din organism structurile str ăine nonself.

R ăspunsul imun are rolul, nu numai să distrugă şi să elimine intrusul intrat în momentul respectiv în

organism, ci şi să sensibilizeze. întregul organism, asupra structurii moleculare a invadatorului,

pentru al putea recunoaşte prompt şi mai ales pentru a putea să lupte cu el, cu mai multă eficientă

atunci când agresorul revine din nou. Se poate spune, cu alte cuvinte, că r ăspunsul imun are menirea să

creeze organismului o anumită rezistenţă împotriva structurilor str ăine cu care a venit în contact. In

termeni imunologiei această proprietate se numeşte imunitate.

1.1. Caracteristicile sistemului imun

Prima caracteristică a sistemului imun este specificitatea

Imunitatea pe care o capătă organismul împotriva moleculelor str ăine este strict specifică. Ea poate

recunoaşte doar structurile microorganismului respectiv nu şi ale rudelor sale. O astfel de proprietate se

numeşte specificitate. Specificitatea este una din proprietăţile fundamentale ale sistemului imun. Deexemplu, dacă un copil s-a îmbolnăvit de pojar el nu va mai face boala toată viaţa, deoarece organismul a

memorat caracteristicile moleculare ale microorganismului care produce boala. Pe această bază celulele

sistemului imun îl vor recunoaşte, cu ajutorul receptorilor de antigen de pe suprafaţa lor. Fiecare tip

de limfocit are proprii săi receptori de antigeni cu ajutorul cărora pot discerne structurile self de cele

nonself pe deoparte şi specificul molecular al fiecărui antigen pe de alt ă parte. Ei se numesc receptori de

antigeni, pentru limfoci ţ ii T şi imunoglobuline (anticorpi) pentru limfocitele B.


3/136

O altă caracteristică a sistemul imun este marea sa diversitate

Aceasta înseamnă că el poate recunoa şte orice structur ă organică cu moleculă mare din natur ă şi este

capabil să elaboreze anticorpi complementari ca structur ă împotriva lui. Reacţia imună se înf ă ptuieşte mai

ales împotriva microorganismelor agresive şi virulente şi numai în mică măsur ă împotriva unui

microorganism cu activitate virulentă atenuată. De exemplu: bacteriile omorâte sau virusurile cu activitate

diminuată, deşi provoacă reacţie imună, ea nu este aşa de dramatică ca şi atunci când în organism pătrunde

bacteria vie şi virulentă sau virusul viu. Subliniem că procesul de vaccinare a animalelor şi oamenilor

împotriva microorganismelor infecţioase se bazează pe această proprietate de reacţie a sistemului imun.

1.2. Sistemul imun este compus din celule şi molecule

Din motive de eficienţă, precum şi din motive de economie în consumul de energie, sistemul imun are

două componente şi anume:

1) Sistemul imun celular, care este mai prompt şi mai eficient, dar care este şi un mare consumator de

energie.

2) Sistemul imun molecular, care este mai lent, dar mai precis şi mai economic energetic în realizarea

obiectivelor sale.

Imunitatea mediată celular realizată de către leucocitele organismului este prezentă în toate locurile şi în

toate ţesuturile organismului. Ea are sarcina de-a sesiza, recep ţ iona şi distruge, încă de la locul de intrare

structurile str ăine sau nonself. Numărul mare de celule care provin din diviziuni repetate, ca urmare a

instalării inflamaţiei, sunt mari consumatoare de energie.

Imunitatea mediată de către molecule este denumită şi imunitate umoral ă , deorece ea supraveghează

umorile (lichidele) organismului împotriva intruşilor. Eficienţa ei provine din faptul că moleculele din sânge

sau limf ă pot să scalde toate celulele şi structurile din componenţa ţesuturilor, supraveghându-le puritatea

mediului care le înconjoar ă. Imunitatea datorată moleculelor este avantajoasă pentru organism, din punct de

vedere termodinamic, deoarece durata lor de viaţă este mai lungă şi în consecinţă consumul de energie este

mai mic.

1.2.1. Imunitatea mediată celular

Este asigurată de către leucocite. Termenul de leucocite cuprinde: 1) elemente mieloide sau granulocite

sau polimorfonucleare (neutrofile, bazofile şi acidofile), 2) elemente limfatice reprezentate de către limfocitul

T şi B, 3) elemente mononucleare reprezentate de către monocite care constituie sistemul reticulo-histiocitar.

Tipurile de celule implicate în apărarea organismului

Macrofagele sau monocitul. Se găseşte în piele şi alte ţesuturi. El se formează în măduva hematogenă din

celula stern mieloidă. În acest loc el trece prin stadiul de monoblast. şi promonocit după care se transformă în

monocit. Atunci când păr ăseşte măduva hematogenă şi ajunge în sânge el se găseşte în stadiu de monocit.

Sediul său final nu este însă sângele, ci ţesuturile. În aceste locuri monocitul îşi îndeplineşte

adevărata menire de „paznic" al integrităţii sectorului de care "r ăspunde". În acest stadiu monocitul


4/136

este matur şi poartă denumirea de macrofag, capabil să recunoască structurile nonself, precum şi să le

fagociteze. In funcţie de ţesutului unde macrofagul ajunge şi-şi îndeplineşte datoria de apăr ător al

locului respectiv, el ia denumiri diferite. Dacă ajunge în pulmon el devine macrofag alveolar, dacă el

se implantează în ficat devine celul ă Kupffer, iar dacă ajunge în creier el devine celul ă glial ă. (Fig.3

şi 4)

Func ţ iile macrofagelor Macrofagele (monociţi maturizaţi în ţesuturi) au proprietatea de a recunoaşte prin intermediul

receptorilor de membrană antigene nonself. Ele formează prime barier ă de apărare împotriva

intruşilor, în structura pielii şi a mucoaselor. Ele recunos structurile str ăine şi le fagocitează cu ajutorul

lizosomilor (enzime proteolitice) Structurile nonself (de regulă proteine complexe) fagocitate sunt

uneori fragmentaţi până la stadiul de aminoacizi şi glucide simple (oze). Dacă atacul intruşilor eşti

masiv, macrofagele şi celulele dendritice fragmentează antigenul în por ţiuni mai mici numite peptide

şi le leagă apoi separat de moleculele MHC clasa II, formând în acest fel complexe peptide - MHC pe

care apoi le afi şeaz ă pe suprafaţa membrane Numai în această stare structurile nonself pot să fie

recunoscute de către limfocitele T care se activeaz ă şi se transformă în limfocite T-helper, limfocite

citotoxice și limfocit ă de memorie.

Celulele dendridice sunt prezente în ţesuturile limfoide precum şi în ţesuturile nelimfoide. Când

se găsesc în epiteliul pielii ele poartă denumirea de celu Langerhans. Ele au o formă specială şi

posedă prelungiri dendridice de unde le vine şi numele (Fig. 1).

Mitocond


5/136

După contactul cu antigenul nonself, celulele dendritice au proprietatea de a trimite semnale de activare

pentru celulele T inactive, determinându-le să se transforme în limfoblaste şi de acolo în celule specializate, aşa

cum sunt: limfocitele T-helper, limfocite T-citotoxice şi limfocitele T de memorie.

Celulele Natural killer fac parte din grupul limfocitelor şi sunt specializate în depistarea celulelor proprii care

au suferit modificări consecutive infecţiilor virale sau a celor care şi-au pierdut capacitatea de-a urma tiparul

(patternul) unei diviziuni normale aşa cum sunt celulele neoplazice (canceroase). Celulele Natural killer au

misiunea de-a le recunoaşte pe acestea şi de-a le distruge, prin fagocitare, limitând în acest fel dezvoltarea

procesului infecţios (cu virusuri) sau a celui neoplazic (canceros).

Limfocitul B. Se numeşte limfocit B deoarece a fost identificat prima dată în Bursa lui Fabricius de la

păsări.

La mamiferele adulte limfocitul B provine din celula stem limfoidă şi îşi începe dezvoltarea în măduva

hematogenă. El trece prin mai multe stadii de dezvoltare după care este vărsat în sânge. Stadiile pe care le

parcurge sunt următoarele: celule stem pluripotente —>proBl —>proBll —>B-imatur —> B-matur (Fig. 3 şi 4).

■ Func ţ iile limfocitului B

Limfocitele B mature au rol de a supraveghea puritatea umorilor organismului, cu ajutorul anticorpilor pe

care-i sintetizează.

Când limfocitul B este vărsat în sânge el se găseşte în stadiul de limfocit de repaus după care trece în

limfoblast. Când limfoblastul recunoaşte o structur ă str ăină el capătă o informaţie pe care o transformă în

semnal. Acesta este apoi condus la nucleu unde se elaborează r ă spunsul. Rezultatul va fi transformarea

limfoblastului în plasmocit şi în celule de memorie

Plasmocitul este capabil să sintetizeze anticorpi, iar limfocitul B de memorie este capabil să recunoască mai

târziu, cu uşurinţă, antigenul cu care a venit în contact şi s-a declanşat conflictul.

Să se reţină că în fiecare etapă ontogenetică a limfocitului B, pe parcursul . clului celular al diviziunii, au

loc rearanjamente multiple ale segmentelor cromo-somale. Acesta are ca urmare producerea unei variaţii

aproape infinit ă de tipuri de limfocite B, capabile să sintetizeze anticorpi împotriva oricărui antigen.

Receptorii de membrană ai limfocitelor B sunt imunoglobuline sau anticorp.

Receptorii de antigeni ai limfocitelor B au structur ă şi a şezare în membrană , foarte asemănătoare cu a

receptorilor de antigeni ai limfocitelor T. De aceia ei pot sesiza antigenele nonself din umori, şi să se cupleze

cu ele. Dimpotrivă receptorii limfocitelor T sunt imunoglobuline, molecule proteice proprii cu ajutorul cărora

pot recunoaşte numai complexe peptidice cuplate cu molecule MHC.

Limfocitul T are rol de apărare pentru toate ţesuturile organismului. El are o ontogenie diferită de a

limfocitelor B. Precursorii acestora păr ăsesc măduva hematogenă, ajung în sânge şi intr ă în timus unde se

desf ăşoar ă diferenţierea lor până la celulele T mature. Din această cauză el se mai numeşte şi limfocit T. (a

fost identificat prima dată în timus).


6/136

Limfocitul T matur - participă la procesul imun numai după ce receptorii Iui au venit în contact cu complexulu peptide-molecule MHC clasa II", afişate pe suprafaţa ..celulelor prezentatoare de antigeni" (macrofage,

celule dendritice).

Semnalul care se naşte dintr-un astfel de contact are darul să iniţieze transfor-marea limfocitului T "naiv" în

limfocit T helper, limfocit T citotoxic, limfocit T de memorie şi limfocit T supresor. Împreună participă la

exacerbarea funcţiilor de apărare a tuturor celulelor şi moleculelor implicate în sistemul de apărare a

organismului.

Subliniem că în fiecare stadiu ontogenetic limfocitele T, prin recombinare genetică , achiziţionează noi

receptori de membrană necesari recunoaşterii antigenelor seif şi nonself. Limfocitele T în, decursul ontogenezei

lor, sintetizează receptori de antigeni (denumiţi CD3, CD4; CD8 şi aşa mai departe) care se aşează transversal în

cuprinsul membranar. Aici receptorii de membrană formează trei domenii şi anume: a) extracelular, b)

intramembranar şi c) intracitoplasmatic. Prin intermediul receptorilor limfocitele T recunosc moleculele seif şi

nonself. Acestea acţionează în calitate de liganzi pentru receptorii de antigen pe care îi transformă în semnale şi

care apoi sunt duse la nucleul celulei. Aici operoanele genelor implicate în r ăspunsul imun sunt puse în

funcţiune. Se sintetizează, prin transcripţia genei, fie ARN-m, pe baza căruia după ce au ajuns în citoplasmă se

sintetizează proteine, fie că se declanşează o nouă diviziune celular ă de diferenţiere. Printr-un astfel de

mecanism i-au naştere limfocitele T-helper (CD4+) limfocitele T citotoxice (CD8) sau celulele T de memorie.

Leucocitele polimorfo-nucleare - sunt celule mari cu nucleul segmentat din care cauză mai este denumit

şi nucleu polimorfe. Citoplasmă este în cantitate mare şi plină cu granula ţ ii care se colorează diferit în funcţie

de tipul acestora. Din această cauză se mai numesc şi granulocite polimorfonucleare. Celulele polimorfo-

nucleare a căror granulaţii citoplasmatice se colorează în roşu poartă numele de leucocite acidofile. Celulele a

căror granulaţii citoplasmatice se colorează în albastru poartă numele de leucocite bazofile, iar cele care au

granulaţii multe şi mărunte cu coloraţie slab violet se numesc leucocite neutrofile. (Fig. 3 şi 4).

■ Func ţ iile leucocitelor polimorfonucleare

Granulocitele polimorfonucleare neutrofile au capacitate de fagocitare şi participă intens la declanşarea

şi menţinerea procesului imun. In acest fel neutrofilele, care sunt predominante în circulaţie, sunt implicate în

apărarea nespecifică şi în etapa iniţială a r ăspunsului inflamator, imediat după ce intrusul nonself a pătruns în

organism. Ele sunt capabile să înglobeze, prin fagocitoz ă şi endocitoz ă bacteriile şi alte substanţe extracelulare

grosiere şi prin pinocitoz ă moleculele nonself. Polimorfo-nuclearele participă activ la purificarea locului unde a

avut loc un conflict între antigen şi anticorp. Din această cauză granulocitele neutrofile se mai numesc şi "gunoier

ai organismului.

Granulocitele polimorfo-nucleare acidofile (eozinofile), deşi au o capacitate redusă de fagocitoză, ele pot

totuşi îngloba, selectiv, substanţe de origine bacteriană, precum şi complexe antigen-anticorp în stare de

precipitat sau de aglutinate. Prin această activitate şi acest tip de granulocite participă la cur ăţirea locului de

conflict. După endocitare substanţele internalizate în celule sunt distruse de către enzimele hidrolitice conţinute în

granulele citoplasmatice. Polimorfo-nuclearele acidofile sunt implicate puternic în apărarea organismului

contra paraziţilor precum şi în procesele alergice.


7/136

Granulocitele (polifmorfonucleare) bazofile, după trecerea lor din măduva în sânge se localizează

predominant la nivelul mucoaselor şi a pielii. Ele sunt implicate puternic în declanşarea şi menţinerea

alergiei. Forma matur ă a bazofilului se numeşte mastocit şi participă la menţinerea procesului inflamator,

consecutiv pătrunderii non-selfului în organism, precum şi la declanşarea reacţiei de hiper-sensibilitate

mediată de .munoglobulina E. Antigenii nonself iniţiază degranularea mastocitului şi a mediatorilor

preformaţi (histamina, activatori ai cascadei complemen-tului, enzime proteolitice, ractor chemotactici pentru

celelalte tipuri de granulocite), care după ce se cuplează cu imunoglobulinele E, produc efecte vasomotorii şi

constricţii ale musculaturii netede care participă la declanşarea şi menţinerea alergiei şi şocului anafilactic.

Toate celulele sistemului imun au origine comună

Toate celulele sangvine, provin printr-un proces de diferen ţ iere care are loc în măduva osoasă

hematogenă , denumit şi procesul de hematogenez ă (procesul de formare a sângelui).

Celulele hematopoetice din măduva hematogenă sunt celule totipotente care pot da naştere, prin

diferen ţ iere, tuturor tipurilor de celule albe (leucocite) şi roşii (hematii şi trombocite). Din această cauză

celulele totipotente se mai numesc şi celule hematopoetice. Ele sunt celulele originare care dau naştere prin

diviziuni succesive, de un anumit fel, tuturor tipurilor de celule care participă la procesul imun al

organismului. O celul ă stem se poate divide în două feluri şi anume:

a) una care dă naştere la celule asemănătoare cu ea şi care serveşte la replicarea (înmulţirea) acestora

b) şi alta care duce la producerea de celule modificate genetic (recombinate genetic sau diferenţiate).

Acestea din urmă devin originea linilor celulare noi care dau naştere, prin hematopoieză, la limfocite,

monocite, polimorfo-nucleare, hematii, trombocite. Reiese de aici că celulele sistemului imun parcurg ciclul

celular pe două căi: una care serveşte la reînnoirea acestora şi alta care are capacitatea să de-a naştere, prin

hematopoeză, la toate tipurile sau liniile leucocitare (Fig. 2).


8/136

Ontogenia celulelor sistemului imun

Toate celulele sangvine, atât leucocitele, cât şi hematiile sau trombocitele (plachetele sangvine) provin din

două tipuri de celule precursoare denumite celule stem hematoformatoare. Acestea sunt: 1) celula stem

mieloidă şi 2) celula stem limfoidă

Din celula stem mieloid ă , componentă a măduvei hematogene din oase, pe parcursul ontogeniei

organismului, iau naştere leucocitele mononucleare, leucocitele polimorfonucleare, hematiile (eritrocitele) şi

trombocitele.

Din celula stem limfoid ă iau naştere 1) limfocitele B şi 2) limfocitele T şi 3) celulele Natural Killer (ele

ucid celulele organismului propriu care au suferit modificări esenţiale aşa cum sunt cele infectate cu virusuri

sau celulele canceroase).


9/136

Liniile celulare din organele hematoformatoare (măduva) până ajung la starea adultă, aşa cum pot fi

observate în sânge sau în ţesuturi, parcurg un proces de maturizare lung câştigat pe parcursul unor diviziuni

speciale succesive.

În prima linie de apărare imunologică în piele, mucoase şi ganglioni limfatici, se mai găsesc în afar ă de

macrofage încă două tipuri de celule. Acestea sunt celulele dendritice şi celulele Natural Killer cu rol esenţial

în menţinerea integrităţii funcţionale de apărare a organismului.

În figura 3 redăm, sumar, o schemă a ontogeniei fiecărei linii celulare implicată în procesul imun al

organismului.

In figura 4 redăm, o schemă, sumar ă a organelor (ţesuturi) unde se petrece ontogonia tuturor celulelor care

participă la alcătuirea sistemului imun.


10/136

□ La producerea şi maturizarea celulelor sistemului imun participă, în mod esenţial şi ţesuturile

limfoide

Se cunosc două feluri de ţesuturi limfoide:

1) Ţ esutul limfoid primar format din măduva oaselor, timusul, bursa lui Fabricus (doar la păsări) şi plăcile

Peyer din mucoasa intestinului la oaie.

2) Ţ esutul limfoid secundar format din nodulii limfatici, ţesuturile limfoide din mucoasa intestinală,

amigdale şi adenoizi. Aici celulele sistemului imun primesc diferite semnale de la structurile specifice acestor

organe care declanşează procesul de diferen ţ iere şi de activare (maturizare) sau care declanşează contacte

între tipurile de celule.

1.2.2. Activarea celulelor sistemului imun

In organismul neatacat de intruşi, limfocitele se găsesc în stare inactivă şi în consecinţă nu participă la

elaborarea unui r ăspuns imun. Atunci când, într-un anumit loc din organism a pătruns un intrus (virus,

bacterie, molecule mari) celulele sistemului imun se activează şi încep să-şi exercite funcţiile lor specifice.

După activare, limofocitele se divid, proliferează şi produc un număr mare de descendenţi, formând ceea ce

se numeşte o clonă celulară. Fiecare tip de celulă implicată în procesul imun dă naştere unei clone. Un astfel

de proces se numeşte expansiune clonală. Procesul de expansiune clonală decurge corespunzător fazelor

ciclului celular al unei celule intrată în diviziune. Aceasta înseamnă că celule stimulate sunt scoase din faza

Go şi for ţate să parcurgă fazele Gl, G2, Sl, şi faza M a ciclului celular. La sfâr şitul unui astfel de proces de

activare, descendentele care rezultă se numesc celule blaste sau limfoblaste, şi care au proprietatea de-aşi

exercita funcţia lor specifică. De exemplu:

Limfocitele T activate dau naştere la celule T helper, care vor ajuta prin intermediul citokinelor intrarea

în funcţiune a tuturor celulelor implicate în reacţia imună, precum şi la celule citotoxice, celule de memorie şi

supresoare.

Celulele B se vor activa şi vor da naştere la plasmoci ţ i, care vor sintetiza anticorpi împotriva intrusului,

neutralizându-l. Dacă intrusul a fost un virus, celulele T citotoxice, descendente ale limfocitului "T naiv",

devin active, şi în consecinţă vor recunoaşte celula infectată şi o va ucide.

■ Ş i alte celule ale sistemului imun pot fi activate în cursul reac ţ iei sistemului imun Macrofagele, de

exemplu, excitate de celulele T helper care elaborează citokine, se activează şi devin mai "vigilente" şi mai

citotoxice pentru structurile non-self sau pentru celulele modificate, datorită infecţiei virale sau a unui proces

de cancerogeneză. După ce intrusul a fost neutralizat şi apoi distrus, limfocitele revin din nou la stare de

inactivitate. Numai unele dintre ele, aşa numitele celule de memorie continuă să se extindă, ca număr, în

scopul de-a fi pregătite în orice moment să respingă intrusul la un nou contact cu acesta.


11/136

1.3. Antigene şi receptori de antigeni

R ăspunsul imun realizat împotriva unui anumit antigen este specific numai pentru structura respectivă.

Din această cauză acesta mai este denumit şi "r ăspuns adaptativ". Exemplu - un organism vaccinat împotriva

virusului variolei, devine imun numai împotriva acelui tip de virus şi nu împotriva altuia. Gradul de

specificitate al r ăspunsului imun este însă remarcabil. El poate sesiza nu numai microorganisme ci chiar şi

izomeri optici ai aceleaşi molecule de aminoacizi.

Sistemul imun este atât de sensibil, de variabil şi are atât de multe posibilităţi, încât el poate recunoaşte şi

discrimina un număr foarte mare de molecule cu structur ă diferită şi mai ales poate să riposteze, prin sinteza

de anticorpi, împotriva oricăreia dintre ele, chiar daca acestea n-au mai fost în organismul respectiv niciodată

înainte.

Recunoaşterea structurilor non-self de către celulele sistemului imun se realizează printr-o legătur ă care se

stabileşte, prin intermediul receptorilor de antigen, între membrana acestuia, şi molecula str ăină, folosind o

cale mai mult sau mai puţin specifică. De exemplu, dacă o celulă se ataşează de alta vom spune că prima

celulă a recunoscut-o şi s-a legat de cea de-a doua. Dacă cele două nu se ataşează la o a treia celulă, vom

spune că a treia celulă nu are elemente de recunoaştere comune cu cele două celule de mai înainte.

Sistemul imun funcţionează după un principiu fundamental şi anume: r ăspunsul celular la o structur ă

nonself este, întotdeauna, urmarea unor evenimente de recunoa ştere. Mecanismul după care se desf ăşoar ă

procesul respectiv este următorul: când «cunoaşterea între celule şi molecule are loc, în acest moment se

naşte un semnal care este condus în interiorul celulei prin citoplasmă până la nucleu. Aici se elaborează un

r ăspuns adecvat. Dacă o astfel de celulă este un limfocit B, atunci r ăspunsul va fi: sinteza unui anticorp

solubil sau dacă aceasta este un limfocit T-citotoxic, r ăspunsul va consta din sinteza unor molecule toxice

care vor fi în stare să neutralizeze, să ucid ă , şi să distrug ă partenerul cu care s-a legat. De regulă r ăspunsul

molecular este şi declanşarea replicării celulelor în scopul de-a deveni mai eficiente prin număr (vezi şi fig.

6).

Elementele cu ajutorul cărora celulele recunosc celulele self sau non-self sunt molecule ataşate pe

suprafaţa membranelor celulelor implicate în sistemul de apărare. Astfel de molecule poartă denumirea de

receptori de antigeni. Ele au o configuraţie structurală complementar ă moleculelor pe care le poate

recunoaşte şi care se numesc liganzi. Aici liganzii sunt constituiţi din antigeni.

Menţionăm că receptorul, întotdeauna, este specific pentru ligantul său. Când cunoaşterea are loc, ligantul

se ataşează de molecula receptoare analog cu ceea ce se petrece cu cheia şi broasca de uşă. în mod firesc

mărimea şi forma ligantului este întotdeauna egală cu mărimea şi forma moleculei-receptorului.

Subliniem că receptorii sistemului imun (receptorii de antigen) nu pot să recunoască decât un anumit

sector din lungimea moleculei unui ligant. Aceasta, de regulă, constituie particularitatea specifică a

microorganismului sau a moleculei nonself respectivă. Sectoarele recognoscibile (de recunoaştere) ale

moleculelor non-self de către receptori de antigeni poartă denumirea de determinan ţ i antigenici sau epitopi.


12/136

□ Antigenele şi receptorii de antigen ai limfocitelor

Imensa diversitate şi specificitate a r ăspunsului imun implică de asemenea şi existenţa unui număr tot

atât de mare de receptori specifici pentru moleculele nonself. Ei sunt aşezaţi pe suprafaţa limfocitelor cu

un capăt în afara membranei şi altul care traversează membrana şi ajunge în citoplasmă. Semnalul iniţiat

pe receptor este preluat de alte molecule citoplasmatice care-1 duc la nucleu pentru a iniţia r ăspunsul

adecvat: sinteză de proteină sau diviziune sau şi una şi alta.■ Nu to ţ i receptorii celulelor imune pot recunoa şte toate structurile str ăine.

Probabil că fiecare celulă din corp are un număr specific de receptori pentru alte molecule produse de

către alte celule. De exemplu există pe suprafaţa celulelor receptori pentru un tip de factor de creştere

necesar pentru inducerea prolifer ării celulelor. Există şi alţi receptori care permit celulelor să adere la

alte celule precum şi receptori care le permit celulelor să adere la diferite substraturi etc.

Celulele implicate în reacţia imună posedă, însă, receptori de membrană care pot recunoaşte molecule

str ăine organismului în care ele se găsesc. Ei se numesc receptori de antigeni.

Receptorii limfocitelor B care sunt capabili să recunoască structurile moleculare str ăine suntanticorpii sau imunoglobulinele. În afar ă de aceasta anticorpii sintetizaţi de către descendentele

limfocitelor B, numite plasmocite, pot să fie eliberate din celul ă şi să r ămână sub forma solubilă în

compoziţia plasmei sangvine.

Receptori de membrană ai limfocitele T pentru moleculele str ăine, au o structur ă similar ă cu a

celulelor B. Receptorii de pe suprafaţa limfocitelor T se numesc receptori de antigeni ai celulelor T

(RrT). Ei nu sunt anticorpi ca în cazul celulelor B şi nici nu sunt secretaţi în afara celulei T care îi

sintetizează (Fig.8).

Fiecare tip de limfocit descendent din limfocitul inactiv (naiv) posedă un anumit tip de receptor de

antigeni proveniţi printr-un proces de diferen ţ iere în decursul ontogeniei Iimfocitului T. Din această

cauză ei mai sunt denumiţi şi grupe de molecule de cito-diferen ţ iere, sau CD (de la cluster of

diferentiation). De altfel în clinică deosebirea dintre limfocitele T-helper, citotoxice, de memorie şi cele

supresoare se face cu ajutorul anticorpilor monoclonali care recunosc o mulţime de tipuri de receptori de

antigen CD. Limfocitul T inactiv posedă receptori CD3 , limfocitul T-helper receptorii CD4 , limfocitul T-

citotoxice receptorii CDS etc. Prin urmare, fiecare tip de limfocite T sau B posedă un tip caracteristic şi

specific de receptori de antigeni, similar cu structura receptorilor de membrană, pentru alte structuri

implicate în sistemul imun.

Imunologii numesc „antigene" moleculele care sunt prezente pe suprafaţa celulelor

Un antigen este o moleculă care poate fi recunoscută de către un receptor de antigen de pe membrana

limfocitelor, iniţiind în acest fel sinteza unei molecule de proteină, cu structura complementar ă, numită

anticorp sau imunoglobulină. Deoarece aceste molecule sunt implicate în realizarea imunităţii, se spune

că antigenele de acest fel posedă proprietate de imunogenitate.


13/136

Antigenitate şi imunogenitate Proprietatea moleculelor antigene de a stimula producerea de anticorpi se numeşte

imunogenitate. De asemenea proprietatea antigenelor de a se combina specifîc cu receptorii de suprafaţă ai

celulelor T şi B se numeşte antigenitate.

Antigenele sunt de două feluri: antigene endogene şi antigene exogene sau alloantigene, după cum acestea

se găsesc în organismul propriu sau în afara lui. Antigenele str ăine sau exogene sunt recunoscute de către

receptorii specifici ai limfocitelor din care cauză mai sunt denumite şi receptori de antigen.

Toate moleculele imunogene care declanşează producerea de anticorpi posedă și proprietatea de

antigenitate. Aceasta înseamnă că ele pot să se combine specific cu receptorii de suprafaţă ai limfocitelor T şi

B şi să.provoace un r ă spuns imun.

Există însă şi antigene care pot să recunoască receptorii de antigen (au deci antigenitate) dar care nu sunt

şi imunogene. Astfel de molecule se numesc haptene. Ele nu pot declanşa, singure, un r ăspuns imun din

cauza dimensiunii prea mici a moleculelor lor. Se consider ă că moleculele cu greutate molecular ă mai mică

de 300 Da (Daltoni) pot să fie recunoscute de receptorii celulelor T şi B, dar ele nu pot să declan şeze un

r ăspuns imun. Dacă astfel de molecule se leagă de o moleculă cu greutate mai mare, denumită carrier, atunci

ele pot să devină imunogene, sub formă de complexe haptene + carrier. Limfocitele B (plasmocitele) pot să

recunoască haptenele în această stare complexată şi în consecinţă să determine sinteza de anticorpi împotriva

lor. În acest caz palsmocitele sintetizează anticorpi, atât împotriva haptenei, cât și împotriva moleculei

carrier.

Există însă şi molecule care provoacă în organismul animal şi uman un r ăspuns umoral sau celular

exagerat aşa cum se întâmplă în manifestările alergice. Astfel de molecule se numesc alergene, iar

capacitatea lor de-a declanşa un r ăspuns exagerat se numeşte alergogenitate.

Aşadar, se poate afirma că, imunogenitatea este o proprietate a antigenelor care se manifestă în funcţie demărimea moleculelor de antigene, de structura lor conformaţională, precum şi de gradul de procesare a

imunogenului de către celulele sistemului imun, de genotipul organismului, de vârstă precum şi de calea de

administrare a antigenului.

■ Determinan ţ ii antigenici sau epitopii

Precizăm din nou că macromolecula de antigen nu poate fi recunoscută de receptorii de antigen ai

celulelor imune pe toat ă lungimea ei. Aceasta se poate înf ă ptui numai pe anumite sectoare ale

macromoleculei, de regulă, formată din 10-20 aminoacizi. Sectoarele respective se numesc determinan ţ i

antigenici sau epitopi. Fiecare receptor de antigen ai limfocitelor poate să recunoască un epitop particular dinlungimea antigenului. Ca urmare şi eficienţa sistemului imun depinde de numărul de determinan ț i antigenici

pe care-i posedă macromolecula de antigen. Într-un fel r ăspund celulele unui individ împotriva unei molecule

de antigen şi altfel r ăspund celulele altui individ sau specie de animal, la contactul cu unul şi acelaşi antigen.

Se întâmplă aceasta deoarece unii indivizi cu genetică diferită nu sunt capabili să elaboreeze un r ăspuns imun

la un antigen particular, deoarece ei nu-i pot sesiza pe to ţ i epitopii acestuia.


14/136

■ Exist ă o diferen ţă major ă între tipurile de antigen care pot fi recunoscute de către limfocitele B şi T

Anticorpii receptori ai limfocitelor B precum şi cei care sunt liberi în ser pot să recunoască antigene

solubile sau dizolvate liber în lichidele organismului. Ei pot să recunoască şi proteinele str ăine din

învelişurile (capsida) virusurilor sau membranele bacteriilor. Acest fel de proteine, cu formă nemodificată, se

numesc, antigene native. Ele pot fi recunoscute numai de către receptorii de antigeni ai membranei

limfocitelor B.

Spre deosebire de acestea, limfocitele T nu pot recunoa şte antigenele native. Ele o pot face însă numai

dacă antigenul str ăin a fost internalizat (fagocitat) de către un macrofag şi apoi procesat, într-un anumit fel, şi

în cele din urmă prezentat pe suprafaţa membranei acesteia.

Un astfel de antigen se numeşte antigen procesat din cauză că el, după fagocitare, de către macrofagele

(mai numite, din această cauză şi prezentatoare de antigen) a fost fragmentat, de către enzimele proteolitice

ale lizosomilor fagocitelor, în mai multe peptide la care se ataşează molecule MHC clasa a II-a. Complexele

formate din fragmente de antigen şi molecule MHC clasa a II-a, sunt apoi prezentate pe suprafa ţa

membranelor celulelor fagocitare. Din această cauză astfel de fagocite se numesc prezentatoare de antigen.

Prin urmare se poate spune că limfocitele B supravegheaz ă faza fluid ă a organismului, iar celulele T

monitorizeaz ă suprafa ţ a celulelor corpului pentru antigene str ăine.

■ Receptorii de antigeni sunt foarte diver şi

Enorma diversitate de anticorpi de pe suprafaţa celulelor B sau care sunt secretaţi în plasma sangvină

precum şi a receptorilor celulelor T, este rezultatul unei recombinări complexe a genelor care codifică

structura primar ă a proteinelor ce vor deveni receptori de membrană.

Moleculele MHC sunt diverse doar într-o popula ţ ie de oameni sau animale luată în ansamblul ei şi mult

mai puţin diverse în celulele unui singur individ. Explicaţia constă în aceea că genele care codifică

moleculele de proteină MHC nu sufer ă recombinări în ontogonia celulelor, ci doar mutaţii punctiforme care

au avut loc în ancestralitatea speciei, dând naştere unei serii de polialele şi care alcătuiesc pe populaţie, ceea

ce se numeşte polimorfism proteic. Există două clase de molecule MHC şi anume: - molecule MHC: - clasa I

şi molecule MHC clasa a II-a. Fiecare dintre ele posedă însă funcţii diferite.

1.3.1. Selecţia clonală a receptorilor de antigeni

Descifrarea genomului uman a scos în evidenţă că oamenii nu posedă mai mult de 35.000 gene, iar

animalele nu mai mult de 25.000. In natur ă există, însă, mai multe milioane de tipuri de antigeni. Cum este

posibil, ca sistemul imun al omului şi a animalelor domestice să poată sintetiza aşa de mulţi anticorpi şi

receptori de antigeni (proteine distincte) pentru "a satura" multi-milioanele de antigeni existenţi în natur ă?

Concluzia la care ajungem, prin logică, este următoarea: în genomul uman şi animal nu pot exista pentru

fiecare antigen din natur ă, câte o genă special ă , care să poată sintetiza un anticorp sau un antigen pentru

fiecare dintre ei. Reiese de aici că organismul animal trebuie să posede un sistem genetic special care să-i

permită să sintetizeze o variabilitate infinit ă de proteine, anticorpi sau receptori de antigeni ai membranelor.


15/136

Genomul oamenilor sau a animalelor posedă un astfel de sistem care înf ă ptuieşte diversitatea anticorpilor

şi receptorilor de antigen. Ele se realizează prin recombinare genetică care are loc în limfocitele B şi T, pe

parcursul procesului lor de ontogeneză, de la celula stem la celula funcţională reactivă.

Se ştie, în prezent, că receptorii de antigen de pe suprafaţa limfocitelor B «anticorpii) şi a limfocitelor T

sunt preforma ţ i în celulele cap de serie şi sunt prezenţi în organism chiar şi înainte ca antigenul să fi pătruns

în interiorul acestuia. Cu alte cuvinte, în măduva hematogenă există un imens număr de receptori de antigeni

gata f ăcuți în timpul vieţii fetale.

Atunci când în organism pătrunde un antigen str ăin (nonself) acesta este recunoscut de celula "cap de

serie" care posedă receptorul de antigen, gata f ăcut (preformat) şi-l selec ţ ioneaz ă. Ca urmare celula se

activează şi intr ă în diviziune dând naștere unei clone de astfel de celule. Numărul mare al acestora reuşeşte

să anihileze intruşii mai puţin virulenţi şi mai puţin numeroşi. Un astfel de proces poartă denumirea de

selec ţ ie clonal ă a elementelor sistemului imun (Fig.5).

Să ne punem următoarea întrebare: un limfocit posed ă , oare, mai mul ţ i receptori pe suprafa ţ a membranei

sale sau fiecare dintre ei posed ă numai un tip de antigen pentru un anumit epitop ? R ăspunsul corect este

următorul: Se pare că receptorii de antigen ai fiecărui limfocit sunt specifici numai pentru un anumit

determinant antigenic, chiar dacă aceştia sunt prezenţi în sute de mii de copii, pentru fiecare tip de celulă.


16/136

Receptorii limfocitelor trebuie să fie distribui ţ i clonal. Cu alte cuvinte se poate spune că fiecare tip de clonă

de limfocite, posedă propriul său tip de receptor de antigen.

Reiese de aici că într-o clonă pot exista mii de limfociţi care posedă, fiecare, acela şi receptor de antigen

(anticorp).

Faptul că receptorii de antigen sunt distribui ţ i clonal confer ă o mare eficienţă sistemului imun în

totalitatea sa. Dimpotrivă dacă fiecare limfocit ar recunoaşte mai mulţi antigeni, din capsida unui anumit

virus, de exemplu, atunci într-o astfel de reacţie s-ar implica toate limfocitele din corp numai în lupta cu acest

tip de virus. Trebuie să recunoaştem că un astfel de mecanism ar constitui un r ă spuns insuficient şi o inutil ă

risipă de energie.

Dacă numai un număr limitat de limfocite r ăspund la un anumit tip de virus (un anumit antigen), eficienţa

în apărare creşte, deoarece celelalte celule, neimplicate în proces, r ămân disponibile pentru alte antigene care

ar putea intra simultan în organism.

Distribuţia clonală a receptorilor de antigen pe suprafaţa limfocitelor, presupune să existe în organism un

număr imens de limfocite diferite pentru a genera o aşa de mare diversitate de r ăspunsuri. Cercetările au

dovedit viabilitatea acestei ipoteze şi au adus dovezi că într-un organism există sute de mii de milioane de

limfocite diferite (cu receptori de antigeni diferiţi). S-a estimat că în organismul omului există 2x1012 (două

sute de mii de miliarde) tipuri de limfocite diferite concentrate în ţesuturile limfoide.

Din cauză că r ăspunsul imun este atât de divers el poate să genereze anticorpi şi receptori de antigen

împotriva unui număr enorm de mare de epitopi ai antigenelor din natur ă.

□ Anticorpii mono şi policlonali

In imunologie se folosesc noţiunile de r ăspuns imun oligoclonal, policlonal sau monoclonal. Semnificaţia

lor este următoarea: un antigen poate selecta puţine clone limfocitare în funcţie de numărul epitopilor pe

care-i posedă .Dacă ei sunt în număr foarte mic, atunci r ăspunsul imun se numeşte selec ţ ie oligoclonal ă. Dacă

ei sunt în număr mare r ăspunsul este policlonal, pentru că implică un număr mare de clone. Un antigen cu un

singur epitop produce selecţia numai a unei singure clone limfocitare din care cauză se numeşte şi r ă spuns

monoclonal. Din această cauză şi anticorpul care se sintetizează se numeşte anticorp monoclonal.

□ Discriminarea dintre self şi nonself

Sistemul imun recunoaşte şi elimină structurile str ăine organismului din care ele fac parte. Deoarece prima

funcţie a sistemului imun este func ţ ia de distrugere a structurilor str ăine corpului, recunoa şterea a ceea ce

este propriu organismului (self) şi str ăin acestuia (non self) este esenţială pentru activitatea şi rolul sistemului

imun. Dacă n-ar exista puterea de recunoaştere a ceea ce este propriu, faţă de ceea ce este str ăin, atunci

r ăspunsul imun s-ar putea îndrepta împotriva propriilor structuri din organism, având loc o autodistrugere

(boli autoimune).


17/136

Cum se explică toleranța limfocitelor și macrofagelor la moleculele proprii?

Există mai multe căi prin care sistemul imun poate recunoaşte structurile faţă de cele str ăine. Acestea sunt

următoarele:

1. primă cale ar putea fi că în stadiul embrionar limfocitele care posedă receptori ce interacțonează cu

moleculele proprii, să fie distruse şi eliminate din repertoriul (fondul) de limfocite care posedă

receptori diferiţi. Un astfel de fenomen poartă denumirea de selecţie clonală pentru antigene self. 2. alternativă a unei astfel de căi ar putea fi că acele limfocite preformate care reacţionează cu

moleculele proprii să fie doar inhibate sau represate pentru a nu mai avea capacitatea să dea un

r ăspuns autoimun. Fenomenul este cunoscut în imunologie sub noţiunea de energie clonal ă. În

imunologie se spune despre un individ care nu are capacitatea de-a reacţiona, cu moleculele str ăine

că el posedă toleran ţă imunologică.

Oricare ar fi mecanismul producerii toleranţei imunologice la propriile structuri, este cert că acest

fenomen se petrece în faza embrionar ă , la prima întâlnire a ceculelor proprii cu capul de clonă a limfocitelor,

determinându-le să devină incapabile să reacţioneze cu propriile molecule. Nu poate fi explicat altfel, de ce atunci când se realizează un transplant de ţesut str ăin într-un embrion acesta nu este rejectat imunologic, ci

dimpotrivă este acceptat ca pe un ţesut propriu (self).

Cu toate că astfel de fenomene au loc permanent şi obligatoriu în dezvoltarea individului există totuşi unii

oameni la care limfocitele proprii nu pot recunoaşte structurile propriului organism şi în consecinţă

declanşează o reacţie imună împotriva acestora. Asfel de fenomene sunt cunoscute în patologie ca boli

autoimune, de regulă, cu sfâr şit letal. Chiar şi alergia sau hipersensibilitatea provine din imposibilitatea

discriminării de către limfocite a structurilor proprii faţă de cele str ăine, din care cauză ele le şi atacă.

Grefa şi răspunsul imun În mod normal o anumită propor ţie dintre limfocitele T ale animalului pot să recunoască moleculele

str ăine dintr-o gref ă şi să o respingă. Dacă transplantul se face de la un individ la altul din cadrul aceleaşi

specii el se numeşte allogref ă. Rapiditatea rejetului depinde însă de gradul de asemănare genetică dintre

donatorul şi receptorul de gref ă. Reacţia imună în acest caz se numeşte alloreactivitate. Recunoaşterea

molecuelor str ăine (nonself) din ţesuturile unei grefe transplantate la un individ din altă specie se numeşte

xenoreactivitate. Deoarece între specii există o mare diferenţă xenogrefa este rejectată în decurs de 10-12 ore

de la transplantare. In acest caz se spune că rejecţia xenogrefei este hiperacut ă.

Cum se desf ăşoară procesul de recepţie şi răspuns în celulele sistemului imun ? Celulele sistemului imun (în special limfocitele T şi macrofagele) posedă molecule receptori (antigene) pe

suprafaţa membranelor, capabile să recunoască specific orice moleculă str ăină (numit ligand sau antigen

nonself) de organismul în în care găseşte. Şi limfocitele B recunosc moleculele str ăine prin intermediul

anticorpilor care-i sintetizează specific contra alloantigenilor (antigeni str ăini) şi care sunt nu numai anticorpi

secretaţi în sânge, ci şi componenţi (receptori) ai membranelor celulare.


18/136

Receptorii antigenici ai celulelor sistemului imun (limfocite helper şi citotoxice, macrofage, limfocite B)

sunt, de regulă, proteine cuplate cu monoglucide (glico-proteine) sau cu acizi graşi (lipoproteine) sintetizate

de genele proprii. De regulă dispunerea receptorilor antigenici pe suprafaţa celulei se face cu un capăt în afara

membranei în timp ce celălalt capăt traversează membrana şi se termină în cito-plasma celulei. Rolul lor este

să recunoască antigenii nonself din exteriorul celulei. Când receptorii antigeni se cuplează cu antigenii str ăini,

ia naştere un impuls molecular care devine un semnal de activare a unor păr ţi ale celulei. Semnalul care a luat

naştere, după ce a traversat membrana celular ă este preluat de alte molecule citoplasmatice numite

transductori care-1 conduc la receptorii din nucleu. Ei sunt proteine care învelesc promotorul operonului de

pe ADN numiţi factori de transcrip ţ ie. Dacă ei sunt activaţi, atunci polimeraza ARN de pe promotor intr ă în

funcţiune şi iniţiază transcripţia informaţiei din genele structurale pe molecula de ARN-mesager care se

naşte. ARN-m este apoi transportat din nucleu în citoplasmă unde are loc translaţia informaţiei pe o moleculă

de proteină care se naşte. Urmarea va fi, ori replica ţ ia celulei ori sinteza de substan ţ e noi cum sunt anticorpii

sau o selec ţ ie clonal ă a celulelor care au reacţionat cu antigenii.

Pentru facilitarea înţelegerii fenomenului, în fig. 6 redăm o schemă care ilustrează felul cum se formează

semnalul după ce receptorii de membrană se cuplează cu ligandul (care poate fi un antigen sau un hormon) şi

pe ce căi este condus până la nucleu.


19/136

1.4. Sistemul imun este de două feluri

Imunitatea organismului este asigurată, deopotrivă, atât de către celule (leucocite), cât și de către

molecule (MHC sau HLA, citochine etc).

Sistemul imun poate fi împăr ţit în două subdiviziuni: a) sistemul imun înnăscut și sistemul imun

adaptativ.

1.4.1. Sistemul imun înnăscutEste complet funcţional chiar înaintea pătrunderii în organism a unui agent str ăin (molecule,

microorganisme), iar activitatea lui este suficient de viguroasă pentru a-l neutraliza şi a-1 elimina.

Sistemul imun adaptativ intr ă în funcţiune numai dacă "armele" sistemului imun înnăscut nu sunt

suficient de eficiente pentru a distruge moleculele sau microorganismele invadatoare.

În componenţa sistemului imun înăscut intr ă: celule, molecule din sistemul complement şi reac ţ ia

inflamatorie (inflamaţia). Să le precizăm, succint una după alta.

Celulele care compun "armata" de apărare înnă scut ă a organismului sunt: fagocitele, celulele natural

killer şi megacariocitele. In grupul de fagocite sunt cuprinse fagocitele mononucleare (macrofagele şi precursorii lor monocitele sangvine) precum și leucocitele polimorfonucleare sau granulocitele

(neutrofilele, bazofilele și eozinofilele).

Celulele Natural killer pot recunoaşte şi distruge prin fagocitare celulele propriului organism, dar care

au suferit modificări moleculare în urma fagocitării intrușilor (celule infectate cu virusuri, cu bacterii sau

celule tumorale). Megacariocitele care sunt precursorii plachetelor sangvine, participă şi ele la procesul

imun prin implicarea lor în coagularea sângelui şi în inflama ţ ie.

Moleculele care participă în procesul de imunitate înnăscut sunt cele care compun sistemul

complement şi care sunt solubile în lichidele organismului. Şi fagocitele sunt capabile să producă

molecule solubile (de natur ă proteică) care mediază procesul imflamator şi care este cel care declanşează

intrarea în funcţiune a întregului sistem de apărare a organismului.

Inflama ț ia

Reacţia organismului la eliminarea structurilor str ăine sosite prin infecţie (bacterii, virusuri etc.) sau

la reparaţia unor înjurii ale ţesuturilor, constă, mai întâi, mobilizarea macrofagelor. Pentru a-i întări

eficienţa reacţia este sprijinită de încă două evenimente şi anume: producerea inflama ţ iei la locul de

conflict şi declan şarea cascadei sisternului complement.

Inflama ț ia constă în aducerea, la locul unde a pătruns microorganismul sau s-a realizat leziunea

ţesutului, a unei cantităţi mai mari de sânge care transportă cu sine, în scop reparatoriu, un număr sporit

de celule, de proteine şi molecule specifice sistemului imun. Prin urmare prima manifestare a inflamaţiei

este vasodilata ţ ia, cre șterea permeabilit ăţ ii vasculare, pentru a permite difuzia componentelor la locul

înjuriei şi o infiltraţie masivă de celule: macrofage, natural killer, polimorfonucleare, limfocite T şi B. Din

această cauză locul inflamaţiei devine mai cald (calor) roşu (rubor), dureros (dolar) îndurat (tumor) precum

şi pierderea funcţiei normale (func ţ ia laesa).


20/136

Sistemul complement

Este format dintr-o mulţime de enzime proteolitice plasmatice (notate C1-C9) care intr ă în funcţiune

în cascad ă pe măsur ă ce se agravează invazia organismului cu intruşi.

Funcţia fundamentală a sistemului complement este de-a contribui la eliminarea antigenilor str ăini

(intruşilor) din organism şi de-a amplifica activitatea umorală a r ăspunsului imun (anticorpi, citokine

etc.)Majoritatea elementelor sistemului complement sunt prezente în plasma sangvină sub formă inactivă

atâta timp cât organismul nu intr ă în conflict cu structurile str ăine (nonself). Când înjuria se produce,

fiecare component în parte din sistemul complement este activat contribuind în felul său la reuşita

apăr ării. Funcţiile sistemului complementar sunt următoarele:

1) opsonizarea sau facilitarea macrofagelor să fagociteze antigenii str ăini.

2) liza microorganismelor str ăine pătrunse în ţesuturi.

3) declan şarea inflama ţ iei. Activarea cascadei complementului face să crească producţia biologică de

peptide active cu ac ţ iune anafilactică , declanşatoare de evenimente specifice inflamaţiei (aflux mare desânge, celule şi proteine la locul de conflict însoţite de o anumită „chemare" a celulelor la locul infecţiei

numită chemotaxis).

4) solubilizarea complexelor rezultate din conflictul antigen-anticorp.

Activarea sistemului complement sau intrarea lui în funcţie poate fi realizată de către complexele care

se formează din reacţia antigen str ăin-anticorp sau chiar de către unii anticorpi luaţi individual. Activarea

şi inactivarea sistemului complement este supus unui control precis şi foarte sever. In acest mecanism

sunt implicaţi, atât regiunea F2 a anticorpilor care interacţionează cu unul din componenţii sistemului

complement, cât şi activatorii nonimunoglobulinici aşa cum sunt polizaharidele sau zimogenul din

peretele drojdiilor şi a membranei, bacteriilor. Aceste structuri conduc până la urmă, la activarea

imunoglobulinelor şi facilitarea realizări reacţiei antigen-anticorp.

1.4.2. Sistemul imun adaptativ

"Armele" sistemului imun adaptativ sunt: limfocitele (celule) şi anticorpii (molecule).

Celulele care compun sistemul imun adaptativ sunt limfocitele T şi descendentele lor: celule T -

Hellper, citotoxice (efectuare) şi de memorie; precum şi limfocitele B şi descendentele lor: plasmocitele

şi celulele de memorie

Moleculele care constituie r ăspunsul imun adaptativ humoral sunt: anticorpii (imunoglobulinele),

sistemul MHC (pentru animal) sau HLA (pentru oameni) şi citokinele (interleukinele, receptorii

limfocitelor T, interferonii etc.).


21/136

Celulele din componenţa sistemului imun adaptativ prin activitatea lor formează așa numita imunitate

mediat ă celular.

Să precizăm, din nou, câteva caracteristici ale acestora:

Limfocitele B, ca urmare a unei serii de transformări, sunt produse în măduva hematogenă din aşa

numitele celule stem hematogene. Ajunse în sânge şi ţesuturi limfocitele B sunt activate de către antigeni

nonself şi transformate în plasmocite şi celule de memorie.

Plasmocitele odată formate sunt capabile să sintetizeze şi să elimine în sânge cantități mari de anticorpi,

specifici epitopilor, de pe antigenele nonself invadatoare, facilitând în acest fel distrugerea intrusului.

Limfocitele T la rândul lor deşi nu produc anticorpi, au rol crucial în apărarea organismului. Limfocitele

T sunt, fie regulatoare, fie efectoare ale r ă spunsului imun. Ele controlează r ăspunsul imun şi elimină intrusul

"nonself. Majoritatea acestor celule sunt inerte (ineficiente) până când un semnal sau stimul nu le induce

activarea transformându-le în celule Helper, celule citotoxice, supresoare şi de memorie.

Celulele T citotoxice sunt celulele efectoare care recunosc şi ucid celulele infectate sau cele care au suferit

modificări neoplazice.

Celulele T-Hellper sunt celulele regulatoare ale sistemului imun care determină, prin activitatea lor de

informare, ca alte celule ale sistemului imun să devină mai active şi mai eficiente. De exemplu celulele

Hellper ajut ă celulele precursoare T citotoxice să devină cu adevărat ucigaşe, ajut ă pe limfocitele B să

sintetizeze mai viguros anticorpi, iar pe macrofage le determină să devină mai active în fagocitoză.

Mai există încă o categorie de limfocite T numite supersoare care sunt în stare să inhibe r ăspunsul imun,

atunci când pericolul a trecut.

Rezultă de aici că organismul omului, dar şi a animalelor superioare, posedă un sistem imun înnăscut

capabil să apere în prima instanţă intr ările inoportune a nonselfului, cu o eficien ţă medie. Când sistemul imun

înnăscut nu poate face faţă invazia de structuri "nonself, el însăşi este capabil să declanşeze intrarea în

funcţiune a sistemului imun adaptativ care, este mult mai rapid 'în r ăspuns şi mult mai eficient.

R ăspunsul imun adaptativ este de două feluri: primar şi secundar. Datorită dadelor de memorie r ăspunsul

secundar este mult mai viguros decât cel primar.

1.4.3. Dinamica răspunsului imun

Are loc ,ori de câte ori, pătrund în organism antigene str ăine (bacterii, drojdii, virusuri, molecule mari de

proteine, glico şi lipoproteine, poliglucide etc). R ăspunsul imun se desf ăşoar ă în două etape şi anume:

A. R ăspunsul imun înnăscut

Antigenul str ăin poate intra în corp când ţesuturile pielii sau a mucoaselor sunt deteriorate. R ăspunsul

iniţial al organismului este inflama ţ ia cu rol extrem de important în declanşarea imunităţii înnăscute.

Consecinţa inflamaţiei este intrarea în funcţiune a componentelor complementului (molecule solubile) şi

recrutarea din sânge, la locul acesteia, a celulelor fagocitare (macrofage, celule dendridice). Bacteriile,

drojdiile după fagocitare pot să fie distruse în interiorul citoplasmei de către lisosomi.


22/136

Complementul mai poate fi activat şi direct de către antigenele de pe suprafaţa microbilor cu urmări, în

declan şarea cascadelor care duce la liza osmotică sau opsonizarea intrusului. Declanşarea cascadelor

complementului activat poate fi evitat ă dacă microorganismul a fost distrus în afara internalizări lui în

fagocite.

Dacă unele celule ale organismului au fost infectate cu virusuri sau mecanismele lor de înmulţire au fost

deteriorate, atunci astfel de celule îşi schimbă structura molecular ă a membranelor şi în consecinţă celulele

Natural kiler le recunosc ca fiind nonself şi le ucid, limitând astfel difuzarea infecţiei sau a procesului

proliferativ deteriorat (neoplazic).

Celulele dendritice specializate în fagocitoză, la nivelul pielii recunosc antigenele nonself de la locul

inflamaţiei pe care le fagocitează. Aceste celule intr ă în vasele limfatice şi în torentul sangvin şi ajung în

nodulii limfatici, splină sau ţ esuturile limfoide unde ele iniţiază r ăspunsul imun adaptativ.

B. R ăspunsul imun adaptativ

Din conflictul care are loc între macrofage şi elementele sistemului complement rezultă două situaţii:

a. antigenul "intrus" este fagocitat şi distrus complet. în acest caz nu mai are loc declanşarea intr ării în

funcţiune a sistemului imun adaptativ.

b. antigenul "intrus" mai poate r ămâne în fluidele corpului ca şi particule "libere" (suspensie) aşa cum

sunt virionii sau sub forma "solubilă" aşa cum sunt resturile de membrane celulare bacteriene sau toxinele

bacteriene. Acestea din urmă mai pot fi prezente şi în interiorul celulelor care au fagocitat bacteriile,

(macrofage sau celulele dendritice) intrate prin solu ţ ia de continuitate (leziune) de la nivelul pielii sau a

mucoaselor. în acest caz trebuie să intre în funcţiune şi sistemul imun adaptativ (limfocitele T şi B şi

moleculele MHC sau HLA) pentru a desăvâr şi procesul de epurare început de sistemul imun înnăscut.

Celulele T nu pot sesiza, ca atare, moleculele de antigen nativ, dar nici pe antigenii care au fost procesa ţi

şi aduşi la starea de peptide în interiorul macrofagelor. De aceea a fost necesar ca evolu ţia să promoveze un

sistem de prelucrare şi combinare cu alte molecule a antigenelor native după care să le "afişeze" pe

membrana celulelor implicate în primul eşalon de apărare. Aşadar macrofagele şi mai ales celulele dendritice,

care iau primele contact cu antigenele nonself, după ce au fagocitat "intruşii" şi le-a descompus în molecule

scurte (peptide), le leagă de moleculele MHC (pentru animale) sau HLA (pentru oameni) clasa Ii-a, formând

un complex hdHC-peptide nonself 'şi le afi şeaz ă pe suprafaţa membranei, în vederea prezentării lor către

limfocitele T inactive. în această situaţie limfocitele T, prin receptorii lor de membrană, recunosc antigenul

nonself după care se activeaz ă. Urmarea acestui fenomen este diferenţierea lor în celule limfocite T-helper,

limfocite T-citotoxice. limfocite T de memorie şi limfocite T-supersoare.

Receptorii de pe membrana limfocitelor T au următoarele roluri:

1. în recunoaşterea antigenului,

2. în activarea celulei, şi în elaborarea unui r ăspuns.

Astfel, un complex de molecule receptor numit CD3 este asociat cu limfocitele T-naive (neactive). Alte

molecule numite CD4 sunt prezente pe membranele limfocitelor


23/136

T Helper, iar moleculele CD8 se găsesc pe membrana celulelor T-citotoxice. Aceste molecule mai poartă

denumirea şi de markeri ai celulelor sau markeri fenotipici, deoarece cu ajutorul lor se pot identifica tipurile

de limfocite T.

Cînd intr ă în func ţ iune sistemul imun adaptativ ?

Iniţierea intr ării în funcţiune a r ăspunsului imun adaptativ este realizată de limfocitele T-Helper. Acest fel

de limfocite T sunt primele care recunosc peptidele rezultate din digestia fagocitelor macrofage şi celule

dendridice. Ele sunt primele care intr ă în contact cu antigenii nonself. Peptidele rezultate din "digestie" în

citoplasma macrofagelor şi celulelor dendritice, se leagă de moleculele MHC (HLA) formând complexul

MHC-peptide "str ăine" pe care le afişează pe membrană și le prezintă celulelor T.helper:

Celulele dendridice şi macrofagele care au achiziţionat antigenul str ăin încă în stadiul de precursor, de

dinaintea ajungerii lor în nodulii limfatici, interacţionează cu antigenii receptori specifici ai celulelor T-

Helper. După recunoaşterea complexului MHC-cl-II de pe suprafaţa celulelor dendridice se naşte un semnal

care se propagă în interiorul celulei T-Helper şi determină activarea acesteia.

Cum ac ţ ioneaz ă sistemul imun adaptativ ?

Limfocitele T-Helper activându-se devin acum capabile să "ajute" r ăspunsul prin sinteza şi apoi secreţia

unor molecule solubile în fluidele organismului numite cytokine. Aceste molecule constituie "telefonul"

celular al celulelor T-Helper prin care informează limfocitele B, precursorii limfocitelor T-citotoxice, celulele

Normal-killer şi celulele macrofage "cerându-le" să intre în funcţiune şi să efectueze, cu toată puterea

eliminarea intruşilor patogeni sau nepatogeni nonself.

Cum se ob ţ ine ca urmare a intr ării în func ţ iune a sistemului imun adaptativ ?

Procesul de reacţie decurge în felul următor:

1. Ca urmare a elabor ării citokinelor de către imfocitele T -Helper, limfocitele B se activează şi dau

naştere plasmocitelor care sintetizează din plin anticorpi necesari ralizării şi distrugerii "intruşilor".

Unii anticorpi sintetizaţi de către plasmocite se leagă de antigeni şi-i opsonizeaz ă pentru a putea fi

mai eficient fagocitate de către macrofage, via receptorii “Fc”ai anticorpilor. Alte clase de anticorpi

când se leagă de antigene pot activa complementul ajutând astfel la liza antigenelor nonself sau la

internalizarea lor de către macrofage, via receptorii de complement ai fagocitelor.

2. Ca urmare a elabor ării de citokine de către limfocitele T-Helper, macrofagele devin activate şi în

consecinţă îşi îmbogăţesc dramatic capacitatea de distrugere intra-celular ă a antigenilor fagocitaţi şi

de recunoaştere a acestora, fie prin inter mediul por ţiunii Fc a anticorpilor fie prin intermediulcomplementului sau a altor receptori de membrană.

3. Citokinele elaborate de limfocitele T-Helper îmbunăt ăţ esc, de asemenea, sinteza via moleculelor

MHC clasa II-a, din interiorul celulelor prezentatoare de antigen, îmbunătăţind substanţial efectul de

distrugere a nonselfului intracelular precum și contactul şi interacţia directă dintre acestea şi celula T-

Helper.


24/136

4. Citokinele au acţiune puternică şi asupra precursorilor celular T-citotoxice şi apoi a celulelor T

citotoxice care le dau naştere, îmbogăţindu-le puterea de recunoaştere şi a altor tipuri de molecule

MHC clasa I chiar de pe suprafaţa celulelor organismului propriu, infectate cu virioni sau care au

suferit modificări neoplazice. Când acestea au recunoscut complexele antigen nonself-MHC cl. I pe

suprafaţa celulelor proprii ele vor sintetiza masiv citolizine cu ajutorul cărora distrug celulele

infectate, chiar şi pe cele prezentatoare de antigen, prevenind abilitatea virusului de a se replica

reducând în acest fel capacitatea de infectare şi a altor celule.

5. Şi celulele Natural killer sunt influenţate puternic de citokine îmbogăţindu-le puternic abilitatea de

distingere a celulelor infectate şi tumorale.

În figura 7 redăm o schemă în care se poate observa întregul proces de activare a sistemului imun.


25/136

Curs 2 Molecule implicate în apărarea organismului

1.5. Molecule implicate în apărarea organismului

1.5.1. Sistemul complement

Complementul este un sistem enzimatic multifuncţional format din aproximativ 25-30 de componente care

în cadrul r ăspunsului imun, îndeplineşte atât funcţia de system efector dar şi de aceea de recunoaştere

imunologică nespecifică a „nonselfului" de “self”. Caracteristicile lui au fost descrise la capitolul unde amdiscutat despre sistemul imun înăscut. Din această cauză nu-1 mai descriem aici.

1.5.2. Moleculele MHC (HLA) şi reuşita transplantului

Complexul major de histocompatibilitate (MHC) este compus dintr-un set de gene strâns legate între ele

(haplotipuri) aşezate pe cromosomul 6 la oameni. El este pentru oameni, sub denumirea de human leucocyte

antigen (HLA) sau RLA (rabbit leucocyte antigen) pentru iepuri sau H2 pentru şoarece şi RTD pentru

şobolan.

Genele complexului MHC sintetizează molecule de glicoproteine numite molecule MHC. Deoarecestructura lor primar ă şi secundar ă este diferită, ele pot fi împăr ţite în două familii de glicoproteine şi anume:

familia MHC clasa I şi familia moleculelor MHC clasa II. Expresia acestor două clase de glicoproteine se

realizează de regulă, pe membranelor celulelor. Din cauză că ele au o strict ă specializare constituie un

“sistem de ghidare", pentru celulele T, în recunoaşterea antigenilor proprii, precum și a antigenelor nonself

sau a celor proprii dar care au suferit modificări de structur ă în urma unor agresiuni (infecţii sau injurii ale

mecanismelor de replicaţie celular ă).

În prezent se ştie, cu siguranţă, că sistemul de gene MHC prin moleculele pe care le sintetizează, este

responsabilul major de soarta grefelor de ţesuturi sau organe. El cotrolează dacă grefa de la donator esteacceptat ă de către receptor (ţesuturile histocompatibile") sau este rejectat ă (ţesuturile sunt

histoincompatibile).

Pe lângă genele care compun complexul major de histocompatibilitate mai sunt încă multe alte gene,

aşezate pe diferite alte perechi de cromosom, care prin produsele lor de sinteză (tot glicoproteine) controlează

cumulativ, rejetul tardiv al grefei de ţesuturi incompatibili, denumit gene minore de histocompatibilitate.

Moleculele MHC joacă un rol fundamental în fiziologia r ăspunsului imun prin îmbogățirea abilităţii

limfocitelor T de-a recunoaşte antigenii proprii şi str ăini (nonself). Antigenul nonself, singur, nu poate fi

recunoscut de către celulele T. Numai antigenul procesat sub formă de fragmente de peptide şi legate în

complex cu molecule MHC poate fi recunoscut de către limfocitele T.

Complexul de gene MHC este prezent la toate vertebratele precum şi la multe nevertebrate şi chiar la

plante. Aceasta sugerează că este partea din genomul vieţuitoarelor în decursul evoluţiei.

Caracteristicile generale ale MHC

Moleculele MHC clasa I şi II mai sunt denumite şi alloantigene sau MHC antigeni. O mare parte dintre

moleculele MHC clasa III sunt componente solubile ale sistemului complement a şa cum sunt: Tumor necrosis


26/136

factors (TNFα şi TNFβ) hidrolaza 21, proteinele de şoc termic (HSP-70). Cea mai importantă caracteristic a

lor este polimorfismul produs de un număr de alele aflate în locii genelor MHC care le determină sinteza.

Sectorul de cromosom (ADN) care cuprinde locii genelor care "r ăspund" de sinteza moleculelor MHC se

împarte în două regiuni:

a) regiunea care cuprinde locii genelor care determină sinteza moleculelor MHC clasa I. Aceştia sunt locii

D, L şi R la şoarece şi HLA-A, B şi C la oameni.

b) regiunea HLA-D care cuprinde locii genelor sau familiilor de gene care r ăspund de sinteza moleculelor

MHC clasa II. Acestea sunt HLA-DR, HLA-DQ şi HLA-DP. Fiecare dintre aceste grupe conţin cel puţin

două gene funcţionale.

Polimorfismul moleculelor MHC şi HLA în populaţii şi familii diferite, provin* din mulţimea de mutaţii

care au avut loc în genele unui anumit locus în ancestralitatea zoologică. Un astfel de fenomen a dat naştere

la foarte multe gene alele în locusul respectiv (polialelism).

La oameni fiecare locus în care se găseşte o pereche de gene MHC se scrie cu liter ă mare care desemnează

gena şi o cifr ă care indică alela din locusul respectiv. De exemplu HLA-A2 sau HLA-B7 sau HLA-DR..

Genele care au fost donate se înscriu prin cifre care poartă un asterix (A* 1101). La şoarece şi şobolan locii

genelor sunt indicaţi cu litere majuscule, iar alelele lor sunt notate cu litere mici la exponent.

□ Haplotipurile MHC

În genetică un haplotip este un grup de gene alele care se transmite împreună de la părinţi la urmaşi. Se

întâmplă acest lucru deoarece ele se găsesc strâns înl ăn ţ uite pe acelaşi cromosom, din care cauză şi crossing-

overul, între cromosomii omologi are loc extrem de rar.

La oameni fiecare organism conţine o serie alelică de tipul HLA-A; HLA-BC sau DR. Deşi nu se

întâmplă decât excepţional crossing-over, numărul combinaţiile-posibile între cromosomii omologi depăşeşte,

totuşi, 40 de miliarde.

Din cauză că grupul de gene MHC sunt strâns înl ăn ţ uite sistemul de gene HLA se poate reduce la patru

elemente (cromosomi) în cadrul unei familii. Datorită procesului de segregare a cromosomilor pe parcursul

formării gameţilor, fiecare dintre cei care conţin un haplotip MHC pot ajunge individual la descendenţii unui

cuplu. Regulai este următoarea: Din doi cromosomi omologi paterni şi tot atâţia materni nu se pot produce

descendenţi decât cu patru cromosomi parentali. Prin urmare într-o familie cu patru copii există o şansă din

patru (1/4) ca un frate să aibă aceiaşi structur ă HLA cu altul (în familia cu patru copii doi fra ţi din 4 sunt

identici pentru HLA). O astfel de situaţie este extrem de importantă pentru că îi ajută pe chirurgii care fac

transplant de organe să se orienteze pentru găsirea cu uşurinţă a donatorului de organe compatibil cu

primitorul.

1.5.3. Citokinele

Citochinele sunt peptide cu ajutorul cărora celulele de apărare interacţionează între ele în realizarea

r ăspunsului imun. Ele sunt sintetizate de toate tipurile de leucocite (limfocite, monocite. macrofage) precum

şi de alte celule nelimfoide. Din această cauză ele se mai numesc şi interleukine. Cu alte cuvinte ele sunt

"instrumente" cu ajutorul cărora celule albe ale sângelui "comunică" între ele pentru a-şi coordona


27/136

multiplicarea şi activitatea de apărare. Din această cauză citochinele sunt considerate că sunt substanţe

imunomodulatoare de prim ordin. Deşi citokinele sunt elaborate de către celulele limfoide, interleukinele nu

sunt anticorpi.

Deoarece citokinele sunt peptide cu dimensiuni diferite, ele pot fi secvenţializate și apoi sintetizate în

cantităţi corespunzătoare prin tehnologia ADN-recombinat. De aceea biotehnologul este chemat să le

cunoască structura şi activitatea biologică pentru a le putea produce industrial în scopul folosirii lor de către

medic în terapeutică sau pentru prevenirea unor boli infecţioase sau pentru întreţinerea şi dezvoltarea

culturilor de celule.

Citochinele sau limfokinele se clasifică în funcţie de efectul pe care-1 au asupra celulelor ţintă asupra

cărora acţionează. Ele sunt de mai multe feluri şi pot fi clasificate : 1)limfokine (interleukine), 2) factori de

cre ştere leucocilar ă şi 3) interferoni.

1.5.3.1. Interleukinele

Interleukinele au fost cunoscute în biologie şi medicină ca factori activatori sau inhibitori ai diferitelor

tipuri de celule.

Tipurile de interleukine sunt de natur ă proteică, iar numărul şi înşiruirea aminoacizilor, în fiecare lanţ de

peptidă este diferit. Se ştie că rezultatul unei astfel de structuri primare se reflectă în configuraţii spaţiale

diferite ale proteinelor. Se cunosc șase tipuri de interleukine cu structur ă şi funcţie diferită. Acestea sunt

următoarele:

Interleukina I (IL-1)

Este o proteină formată din două subunităţi IL-α şi IL-β. Cea mai bine cunoscută este IL-tβ. Ea este

formată din 269 aminoacizi (31 kilodoltoni KDa).

Interleukina 1 (IL-1) este sintetizată, în principal, de către macrofagele-monocite, dar și de toate tipurile

de celule cu nucleu (limfocite B, celule dendritice, Langerhans, neutrofile, reticulocite, celule epiteliale).

Stimulii (inductorii operonului) care determină sinteza lor sunt: antigenii, lectinele alte citokine,

microorganismele, endotoxinele, razele ultraviolete.

Celulele ţ int ă şi activitatea lor biologică

IL-1 acţionează asupra leucocitelor, celulelor endoteliale şi epiteliale, fibroblaste și celule neuroendocrine,

pe care le stimulează în activitatea lor biologică.

IL-1 stimulează eliberarea granulelor din neutrofile şi chimiotactismul (atracţia spre o țintă) neutrofilelor

şi macrofagelor, eliberează prostaglandinele din celulele musculare, participă la resorbţia oaselor şi

cartilagiilor rupte şi stimulează proliferarea limfocitelor T şi B şi a fibroblastelor. Ele acţionează şi asupra

celulelor sistemului nervos central inducând somnul şi anorexina.

IL-1 stimuleaz ă r ă spunsul imflamator la locul de pătrundere a agenţilor patogeni contribuind prin aceasta

la uciderea acestora de către macrofage.

Ele stimulează şi proliferarea limfocitelor T, prin scoaterea lor din faza G0 a ciclului celular (în repaus) şi

instalarea acestora în faza G1 şi faza S (de sinteza de ADN).


28/136

■ Interleukina 2 (IL-2)

Este o proteină înalt hidrofilică compusă din 133 de aminoacizi, cu o greutate de 15-17

KiloDaltoni(KDa).

Proteina IL-2 este sintetizată de limfocitele T helper şi al celor citotoxice.

Stimulii (inductorul operonului) destinaţi limfocitele T pentru a iniţia sinteza IL-2 sunt: diver şi antigeni şi

lectinele (concovalina şi fitohemoglutinina).

IL-2 produsă de limfocitele T are acţiune proliferativă specifică asupra limfocitelor T aflate în repaos în

faza G1 for ţându-le să treacă în faza S şi să-şi termine ciclul celular, replicându-se.

Locul de acţiune a IL-2 asupra limfocitelor T sunt receptorii de membrană specifici care mediază

introducerea ei în celule, cu urmări de stimulare a replicaţiei celulelor precum şi în sinteza intensă a

imunoglobulinelor specifice.

În afara inducerii replicaţiei limfocitelor T şi a sintezei masive de imuno-globuline IL-2, provoacă şi

sinteza interferonului-y de către aceleaşi celule T. Dacă se administrează animalelor de laborator un antigen,

împreună cu IL-2, r ăspunsul imun al organismului creşte de opt ori, faţă de cazul când antigenul este

administrat singur. De aici reiese că IL-2 este substan ţ a natural ă care poten ţ eaz ă r ă spunsul imun al

organismului; ea este adjuvantul r ăspunsului imun.

În afar ă de aceasta, IL-2 se pare că are un rol important în modularea funcţiilor citotoxice ale limfocitelor

T. Din această cauză IL-2 este folosită şi în terapia cancerului.


Mai este cunoscută şi sub denumirea de hemopoetina din cauză că are efecte majore în stimularea

diferenţierii liniei celulelor stern hematopoetice. Ea este o proteină glicozilată produsă de o singur ă genă şi

este compusă dintr-o înşiruire de 140 de aminoacizi. Ea este sintetizată de limfocitele T deja activate .

Celulele ţintă sunt celulele stern din linia IL-3 limfoidă pe care le stimulează şi produce proliferarea

limfocitelor T şi B


Este o proteină glicozilată cu o greutate molecular ă de 15-16 KDa produsă de limfocitele liniei T. Celulele

ţintă ale acestei proteine sunt limfocitele B inactive, mastocitele, toate tipurile de celule hematoformatoare pe

membrana cărora s-au găsit receptori ai acestei proteine.

IL-4 are efect major asupra limfocitelor B inactive, determinându-le să crească şi să prolifereze. IL-4

sporeşte expresia moleculelor complexului major de histo-compatibilitate (MHC II) pe suprafaţa celulelor B

şi măreşte afinitatea acestora pentru imunoglobulina E.


Este o proteină cu o greutate de 45-65 KDa formată din 112-113 aminoacizi produsă de limfocitele T şi B

ca un factor de diferenţiere nespecific, precum şi de celulele T helper.

IL-5 are ac ţ iune stimulatoare asupra prolifer ării limfocitelor B şi contribuie substanţial la diferenţierea

celulelor B şi transformarea lor în celule secretoare de imunoglobuline.


29/136

IL-5 poate funcţiona şi ca un factor declanşator în sinteza imunoglobulinelor A ceea ce o desemnează şi ca o

moleculă regulatoare a aparatului imun de la nivelul mucoaselor. Împreună cu IL-2 contribuie la generarea

limfocitelor T citotoxice din precursorii limfocitelor.

Interleukinele 6 (IL-6)

Este o proteină de o mărime de 26 KDa şi mai este cunoscută cu factorul de stimulare a celulelor B (BSF-2)

sau interferonul β 2. Ea este produsă de fibroblaste, monocite şi celulele liniei T şi unele celule tumorale

nonlimfoide.

Ea este activă în stimularea prolifer ării celulelor B şi hepatocitelor şi a celulelor T precum şi a celulelor stem

hematopoetice. Are puternică activitate antivirală din care cauză au mai fost numiţi şi interferonul β2 (IFβ2).

Factorul necrozant al tumorilor (TNF Tumor Necrozis Factor) sau Cachetina

De mulţi ani se cunoaşte că lizatul de bacterii care conţine endotoxine are efecte distructive asupra tumorilor.

S-a descoperit însă un adevărat mecanism de acțiune a acestora. Endotoxinele bacteriene ajunse în organism

stimulează puternic funcțiile macrofagilor care la rândul lor sintetizează şi secretă un factor solubil care este în

stare să ducă la necroza totală a tumorilor. Această substanţă solubilă a fost denumită factorul necrozant al

tumorilor (TNF) sau cachetina. În prezent se ştie că TNF este o proteină produsă de o genă, înalt conservată în evoluția vieţuitoarelor.

Identificarea şi izolarea genei i-au condus pe cercetători la clonarea ADN-ului care conţine gena respectivă. Pe

această bază s-a precizat şi structura primar ă a TNF-ului. Ea este o proteină formată iniţial din 223 de aminoacizi

la oameni şi 235 aminoacizi la şoarece. După maturare, TNF sau cachetina de şoarece are în compoziţia ei doar

156 de aminoacizi, iar cea umană 157 de aminoacizi. Este interesant de obs

Curs-Imunogenetica si Imunomodulare.pdf

Documents

Transcript of Curs-Imunogenetica si Imunomodulare.pdf