reactii imune

8/12/2019 reactii imune

1/12

UNIVERSITATEA ALEXANDRU IOAN CUZA IAI

FACULTATEA DE BIOLOGIE

SPECIALIZAREA BIOTEHNOLOGII MICROBIENE I

CELULARE

Bazele moleculare n reac ii immune


2/12

INTRODUCERE

Imunologia este stiinta care se ocupa cu studiul proceselor de aparare. Termenul de

imunitate are ca subnteles n sens foarte larg rezisten a, sistemul imun aprnd n evolu ia

biologic a organismelor pentru a le proteja de agen i patogeni. Modalitatile de contact cu

microorganismele sunt variate ca atare sunt necesare variate tipuri de rspunsuri imune astfel

inct aprarea s fie eficient. !ivelele de interven ie n aprarea imuna se impart n dou mari

categorii" apararea imun nespecific i aprarea imun specific sau adaptativ.

#rincipalele diferen e ntre cele dou tipuri de rspuns imun ar fi c aprarea imun adaptativ rspunde nalt specific unui agent patogen particular i ca ree$punerea mbunt e te

rspunsul astfel ca trsturile principale ale rspunsului imun adaptativ sunt specificitatea si

memoria.

%omponentele aprii imune nespecifice sunt"

bariera epitelial & tegumentele i mucoasele constituie bariere fizice mpotriva

rspndirii agen ilor patogeni

inflama ia ' proces de aprare i limitare a e$tensiei agentului patogen

fagocitoza ' proces de aprare contra agen ilor patogeni particulati pe care fagocitele ii

digera enzimatic

mediatori solubili ai aprrii nespecifice"

o sistemul complementului & grup de componente serice nespecifice ce mediaz

fagocitoza, controleaz inflama ia i interac ioneaz cu anticorpii, avnd rol

major n eliminarea substan elor strine(


3/12

o cito)ine & grup mare de molecule *interferoni, interleu)ine, factori de cre tere,

c+emo)ine, T!, T-, etc cu rol n semnalizarea intercelular n timpul

rspunsurilor imune.

/parrea imun specific implic dou etape majore"

0. recunoa terea antigenului

1. rspunsul imun umoral sau celular pentru eradicarea acestuia

Antigen! */g este o substan de origine endogen sau e$ogen capabil s induc un

rspuns imun care const n stimularea i proliferarea limfocitelor i n sinteza unor molecule de

recunoa tere & anticorpi */c sau receptori celulari ce se combina specific in vivosau in vitrocu

/g declan ator.

Anti"#$%ii sunt proteine sintetizate ca parte a rspunsului imun la o substan strain */g i

care se leag specific la /g. 2itusul de combinare al unui anticorp cu antigenul se afl n

por iunea ab a moleculei, zona +ipervariabil. %ombinarea se face pe principiul c+eie'broasc.

3egturile cu antigenul sunt de tip necovalent *legturi de +idrogen, for e 4an der 5aals,

elctrostatice i +idrofobe, reversibile. Multiple legturi ntre /c i /g asigur intensitatea

interac iunii /g'/c.

Inte$&" ine& &ntigen'&nti"#$% (n ge! )& )#! ii "#n)titie *&+& ,et#-e!#$

i,n#".i,i"e "&ntit&ti/e ti!i+&te (n -i&gn#)ti"! i,n#!#gi" -e !&*#$&t#$. /ceast reac ie

de legare este guvernat de legea masei care n acest caz const n aceea ca antigenul liber 6/g7

si anticorpii liberi 6/c7 interactioneaza reversibil pentru a forma comple$e 6/g'/c7. 8elatia intre

antigenul liber si cel legat in comple$e cu anticorpi este determinata de constanta de ec+ilibru

sau de afinitate 9acare este egala cu raportul intre constantele de asociere 90 si disociere 91

conform formulei"

6/g7 : 6/c7 90;91 6/g'/c7

9a< 90=91< 6/g'/c7= 6/g7 6/c7

4aloarea constantei 9a depinde de intensitatea legaturilor /g'/c si, pentru ca toate

antiserurile contin populatii de /c cu variate capacitati de legare, valoarea 9a pentru un ser este


4/12

o masura a valorii medii a intensitatii de legare pentru toate populatiile de anticorpi prezente.

/daugarea unei cantitati mari de antigen la o cantitate cunoscuta fi$a de anticorpi conduce la

formarea unei cantitati mari de comple$e 6/g'/c7. 3a o anumita concentratie de antigen,

jumatate din situsurile de legare ale anticorpilor devin saturate astfel ca 6/g'/c7< 6/c7. 3a

ec+ilibru, rata de asociere si cea de disociere sunt constante, astfel ca numarul de comple$e /g'

/c care se formeaza este egal cu al celor care se disociaza.

Ti%$i -e $e&"tii i,n#!#gi"e in vitro

In functie de modul de evidentiere al reactiei in vitro, e$ista interactiuni /g'/c cu rezultat

vizibil direct & reactiile de precipitare sau aglutinare sau interactiuni al caror rezultat este vizibil

doar prin marcarea /c"

fluorocrom & imunofluorescenta

izotopi & dozare radioimunologica

enzime & dozare imunoenzimatica

In functie de rezultatul final cuantificat, testele antigen'anticorp pot fi clasificate in

primare, secundare si tertiare" evidentiere reactie /g'/c, evidentiere manifestari secundare

*precipitare, floculare, aglutinare, fi$are complement, respectiv evidentiere efecte biologice *e$"

efectele biologice ale activarii complementului, cum ar fi opsonizarea, c+emota$ia, fagocitoza.

Re&"tii!e %$i,&$e& teste de evidentiere a recunoasterii specifice a /g de catre /c. Teste

cantitative includ imunofluorescenta, RIA, alte metode imunoenzimatice. In general aceste

metode necesita fie antigen purificat, fie marcarea cu radioizotopi, fluorescenta sau enzimatica a

anticorpului, sau implica o metoda de separare a comple$elor /g'/c de /g, /c liberi din solutie.

Re&"tii!e )e"n-&$e& includ reactiile de precipitare in solutie sau gel, aglutinarea directa

sau +emaglutinarea si fi$area complementului.

Re&"tii!e te$ti&$e& includ opsonizarea, fagocitoza, c+emota$ia, aderenta imuna, degradarea

celulara.

B&+e!e ,#!e"!&$e &!e inte$&"0inii Ag'A"


5/12

Interac>iunile /g'/c, in vivosunt totdeauna reversibile. actorii care condi>ioneaz?

interac>iunea /g'/c sunt"

- complementaritatea structural dintre determinantul antigenic @i situsul de combinare al

anticorpului. /cesta este factorul e$clusiv al specificit?>ii reac>iei. %omplementaritatea

structural? presupune adaptarea conforma>ional? a celor dou? grup?ri reactante @i a fost gndit?

n termeni structurali, pe principiul c+eie'broasc?(

-complementaritatea electrochimica grup?rilor reactante este consecin>a

complementarit?>ii structurale @i semnific? intrarea n ac>iune a unor for>e intermoleculare care

stabilizeaz? @i consolideaz? interac>iunea celor dou? grup?ri. ormarea leg?turilor

intermoleculare necesit? e$isten>a unor grup?ri atomice suficient de apropiate pe cele dou?

molecule. Aistan>a dintre ele este invers propor>ional? gradului de complementaritate.

Ae@i complementaritatea structural? strict? nu este obligatorie, o potrivire spa>ial? ct mai

nalt? este mai favorabil? interac>iunii. a se e$prim? prin congruen>a suprafe>elor de contact

care furnizeaz? for>e de atrac>ie intermolecular? ce stabilizeaz? comple$ul.

3a interac>iunea /g'/c particip? urm?toarele tipuri de leg?turi necovalente" legturile de

H, forele electrostatice, legturi van der Waals@i legturi hidrofobe. Toate sunt for>e

nespecifice cu valoare mic? @i natura lor face ca reac>ia s? fie reversibil?.

ig.0


6/12

Fig.1Foreleintermoleculare implicate n formarea comple$ului /g'/c. /c>iunea acestor

for>e necesit? un contact strns ntre cele dou? grup?ri reactante.Legturile de Hrezult? prin

formarea unei pun>i de C ntre doi atomi apropia>i. Forele electrostaticese datoreaz? atrac>iei

grupelor ionice cu sarcini opuse situate la periferia celor dou? lan>uri proteice. Forele Van der

Waalsrezult? prin interac>iunea ntre diferi>i nori electronici, reprezenta>i sub forma dipolilor

oscilan>i.Legturile hidrofobe, care pot contribui cu jum?tate din for>a de legare /g'/c, sunt

produse prin asocia>ia grup?rilor nepolare @i +idrofobe, de unde moleculele de ap?

sunt e$cluse. Aistan>a optim? ntre grup?rile reactive variaz? cu tipul de leg?tur?.

12Leg3t$i!e -e Hse formeaz? cnd doi atomi au n comun un nucleu atomic de C *un

proton. #rotonul comun se g?se@te ntre doi atomi de ! sau de D sau ntre unul de ! @i unul de

D. !ucleul de C este legat covalent de unul dintre cei doi atomi *de ! sau de D. 3eg?tura de Care energia de legare de E'F )cal=mol.

42F#$0e!e e!e"t$#)t&ti"e *coulombiene sau ionice sunt rezultatul atrac>iei dintre atomi sau

dintre grupe de atomi cu sarcin? electric? opus?, situate pe cele dou? grup?ri reactante" de

e$emplu, ntre un cation *!a: @i un anion *%l' sau ntre %DD'@i !CE:. nergia de legare a

acestor for>e este semnificativ? la distan>e foarte mici *sub 0GG / o dintre grup?rile reactante.

Hu$tapunerea e$act? a ionilor favorizeaz? ac'>iunea acestor for>e. nergia de legare este de

)cal=mol @i variaz? invers propor>ional cu p?tratul distan>ei dintre cele dou? grup?ri reactante*0=d1.

52Leg3t$i!e /&n -e$ 6&&!),cele mai slabe for>e de interac>iune, sunt active pe distan>e

foarte mici dintre grup?rile reactante. nergia de legare este de 0'1 )cal=mol. 3eg?turile van der

5aals nu se bazeaz? pe o separare permanent? a sarcinilor electrice, ci pe fluctua>ii ale acestora,

induse de apropierea moleculelor. 3a o distan>? intermolecular? limit? se formeaz? cmpuri

electrice instantanee, cu efect polarizant asupra moleculelor nvecinate. Intre atomii suficient de

apropia>i, apare o for>? de atrac>ie reciproc? indus? de sarcina dipol fluctuant?, pe care un dipol o

induce n dipolul nvecinat. /ceste for>e se mai numesc @ifore de dispersie. Intensitatea lor

depinde de distan>a dintre grup?rile implicate @i este invers propor>ional? cu puterea a F'a a

distan>ei. 4aloarea lor este optim? la 0'1 J.


7/12

72Leg3t$i!e .i-$#8#*e *sau apolare apar ntre grup?ri nepolare *neionizate n solu>ii

apoase @i sunt consecin>a tendin>ei de e$cludere a re>elei ordonate de molecule de ap?, dintre

molecula de antigen @i cea de anticorp. /ceste leg?turi sunt favorizate de aminoacizii cu grup?ri

apolare, care au tendin>a de asociere, diminund num?rul moleculelor de ap? din vecin?tatea lor.

#rin eliminarea moleculelor de ap? dintre grup?rile reactante, distan>a dintre situsurile active

scade foarte mult @i cre@te valoarea for>elor stabilizatoare.

%omplementaritatea spa>ial? sau for>ele intermoleculare nu sunt, fiecare n parte, suficiente

pentru a forma leg?turi stabile. #entru stabilitatea interac>iunii /g'/c sunt necesare ambele

condi>ii. %u ct energia de legare a reactan>ilor este mai mare, cu att comple$ele /g'/c sunt

mai stabile.

Interac>iunea grup?rilor reactante ale antigenului @i anticorpului este definit? de urmtori

parametri"

A8init&te&anticorpilor m?soar?fora de legaredintre un determinant antigenic @i situsul

complementar de legare al unui anticorp specific. /finitatea este rezultanta for>elor de atrac>ie @i

de respingere, care mediaz? interac>iunea celor doi reactan>i. or>a acestor interac>iuni se

m?soar? n reac>ia dintre un antigen monovalent *a unei +aptene cu anticorpii specifici. D

interac>iune cu afinitate nalt? presupune structuri complementare perfecte, n timp ce

complementaritatea imperfect? a grup?rilor reactante determin? o afinitate sc?zut?, deoarecefor>ele de atrac>ie sunt active numai pe distan>e foarte mici @i sunt diminuate de for>ele de

respingere.

Metoda de m?surare a afinit?>ii anticorpilor este dialia la echilibru. Metoda se bazeaz? pe

proprietatea haptenelor mici, monovalente *care nu dau reac>ii de precipitare cu anticorpii

specifici, de a traversa membrana de dializ?, impermeabil? pentru anticorpi, ca @i pentru

comple$ele +apten?'anticorpi.


8/12

Fig.!M?surarea afinitiianticorpilor prin dialia la echilibru. Interac>iunea /g'/c este

reversibil?. In interiorul sacului de dializ?, +aptena este par>ial sub form? liber? @i par>ial legat?

cu anticorpii, n func>ie de afinitatea anticorpilor. #rin membrana sacului de dializ? poate difuza

numai +aptena liber? @i con'centra>ia sa e$tern? va egala concentra>ia +aptenei libere din

interiorul sacului. M?su'rarea concentra>iei +aptenei n sacul de dializ? permite calculul cantit?>ii

de +apten? legat? de anticorpi. 8enoirea constant? a tamponului duce la disocierea total? @i la

pierderea +aptenei din sacul de dializ?, ceea ce denot? natura reversibil? a leg?turii /g'/c *dup?

8oitt, 0KKF.

2olu>ia concentrat? de anticorpi se repartizeaz? ntr'un sac de dializ? @i se imerseaz? ntr'

un volum cunoscut de solu>ie tampon, la pC F,L, ce con>ine o concentra>ie cunoscut? a +aptenei.Captena liber? difuzeaz? prin membran?, n compartimentul cu anticorpi @i se combin? par>ial cu

ace@tia. 3a ec+ilibru, se m?soar? concentra>ia +aptenei libere la e$terior, egal? cu concentra>ia

+aptenei libere din interior. %oncentra>ia total? a +aptenei n sacul de dializ? este mai mare,

deoarece o propor>ie a moleculelor sale este legat? de anticorpi.

Aiferen>a dintre concentra>ia ini>ial? @i cea final? a +aptenei, n compartimentul e$terior,

m?soar? afinitatea ei de legare cu anticorpii specifici, n condi>iile unui e"cesde molecule

+aptenice, care favorizeaz? disocierea comple$elor antigen'anticorp.


9/12

A/i-it&te& este un parametru al interac>iunii /g'/c, care rezult? din multivalen>a

antigenului. %ele mai multe antigene posed? mai mult dect un determinant antigenic. Ae

e$emplu, celulele bacteriene sau virionii, dar @i poliza+aridele, au pe suprafa>? un num?r mare de

determinan>i antigenici repetitivi. /ntigenele proteice au totdeauna determinan>i antigenici

multipli, dar diferi>i.

/ntigenele multivalente leag? un num?r ec+ivalent de molecule de anticorpi. nergia total?

de legare a epitopilor multipli ai unui antigen, cu situsurile anticorpilor specifici este mult

superioar? comparativ cu energia separat? a fiec?rei interac>iuni dintre situsul de combinare @i

epitop. /viditatea caracterizeaz? energia medie de legare a unui antigen multivalent cu anticorpiispecifici @i m?soar? for>a rezultant? a afinit?>ii dintre epitopii multipli ai unui antigen @i paratopii

complementari. %omple$ele /g'/c formate de antigenele multivalente sunt stabile, disocierea

lor fiind dificil?, deoarece este necesar? ruperea tuturor leg?turilor e$istente.


10/12

/finitatea furnizeaz? date cu privire la natura fizico'c+imic? a reac>iei /g'/c, iar

aviditatea este semnificativ? pentru antigenele naturale multivalente.

/finitatea @i aviditatea condi>ioneaz? propriet?>ile fiziologice ale anticorpilor. %ei cu

afinitate mare sunt mai eficien>i n reac>iile biologice" n protec>ia antibacterian? @i antiviral?, n

reac>ia de precipitare in vitro.

%omple$ele /g'/c formate de anticorpi cu afinitate mic?, persist? n circula>ie @i se depun

pe membrana bazal? a glomerulilor renali. %omple$ele formate de anticorpii cu afinitate mare se

elimin? rapid din circula>ie, f?r? efecte defavorabile asupra func>iei renale.

C$#))$e&"ti/it&te&se refera la capacitatea unor anticorpi de a se combina cu mai mult de

un determinant antigenic sau la capacitatea unei populatii de anticorpi de a reactiona cu mai mult

de un antigen. %rossreactivitatea apare deoarece antigenul crossreactiv are epitopi comuni cu

antigenul imunizant sau pentru ca are epitopi cu structura asemanatoare unui antigen imunizant

*plurispecificitate.

raportul /g'/c" marimea comple$elor /g'/c este corelata cu concentratia de /g si de /c(


11/12

8eactiile /g'/c sunt specifice si reversibile.

Re/e$)i*i!it&te&9comple$ul /g'/c poate fi disociat de caldura, acidifierea mediului

*pCE sau aportul de ioni in cantitate mare.

S%e"i8i"it&te&9 /g este capacitatea acestuia de a reactiona specific numai cu receptorii

solubili */c sau membranari a caror productie a fost indusa de stimulul antigenic. %unoasterea

unuia dintre reactanti */g sau /c permite identificarea celuilalt. Ain punct de vedere al

terminologiei folosite, specificitatea este un termen aplicabil conditiilor in vivo, in timp ce pentru

conditiile in vitro se foloseste termenul alternativ de &ntigenit&te. S%e"i8i"it&te& se refera la

proprietatea unui situs combinativ al unui anticorp de a reactiona specific cu un singur

determinant antigenic, sau la proprietatea unei populatii de anticorpi de a reactiona cu doar un tip

de antigen. In general e$ista un grad inalt de specificitate in reactiile antigen'anticorp. /nticorpii

pot distinge diferentele intre structura primara, secundara si tertiara a unui antigen.

/ntigenele se clasifica in doua categorii importante" antigene complete, cele mai multe de

natura proteica, capabile sa induca un raspuns imun celular si=sau umoral( antigene incomplete

sau +aptene, substante cu greutate moleculara mica, incapabile sa declanseze un raspuns imun

daca nu sunt cuplate cu o molecula mare cu structura comple$a, denumita purtator sau carrier.


12/12

Interac>iunea /g'/c este caracterizat? permanent prin formarea @i anularea diferitelor

tipuri de leg?turi intermoleculare.#n vivo, probabil toate reac>iile /g'/c sunt reversibile, dar

reac>iile secundare, in vitro*aglutinarea, precipitarea, n condi>iile ec+ilibrului reactan>ilor, sunt

ireversibile.

BIB3ID-8/I"

Mi+iescu -r. munologie si imunochimie, d. Nniversit i Bucure ti, 1GG0.

Oarnea -. & Tratat de Microbiologie, vol. I4#munobiologie, d. /cademiei 8omne, 0KKG.

Oarnea -., Mi+?escu -r. munologie, d. Nniversit?>ii Bucure@ti, 0KK.

+ttp"==PPP.slides+are.net=bioc+em=immunological'reactions'and'immune'response'ppt

+ttp"==PPP.bio.unibuc.ro=pdf=MasteratQ1G0L=imunobiologie.pdf
http://www.slideshare.net/biochem/immunological-reactions-and-immune-response-ppthttp://www.bio.unibuc.ro/pdf/Masterat_2014/imunobiologie.pdfhttp://www.slideshare.net/biochem/immunological-reactions-and-immune-response-ppthttp://www.bio.unibuc.ro/pdf/Masterat_2014/imunobiologie.pdf

reactii imune

Documents

Transcript of reactii imune