s2 3 Fiziologia Sistemului Imun Note
-
Upload
liviu-vasiloaica -
Category
Documents
-
view
6 -
download
1
description
Transcript of s2 3 Fiziologia Sistemului Imun Note
-
Fiziologie si Neurostiinte
1 / 20
FIZIOLOGIA SISTEMULUI IMUN
IMUNITATEA Definitie: 1. condiie n care organismul, n
contact cu un agent patogen (microbian sau de alt natur) nu contracteaz n mod specific starea patologic (boala) indus de agentul patogen respectiv;
2.totalitatea mecanismelor de
aparare impotriva microorganismelor invazive (bacterii,
virusuri,paraziti) si a structurilor non-self.
IMUNITATEA INNASCUTA NESPECIFICA: structuri si
mecanisme cu rol protector (tegumente, mucoase, enzime din
secretii exocrine lizozimul, bactericidina), pH-ul secretiei gastrice, temperatura corpului ce ofera conditii precare de
dezvoltare unor microorganisme, presiunea mare a O2 in
alveolele pulmonare ce inhiba dezvoltarea germenilor
anaerobi, nivelul cortizolemiei ce influenteaza raspunsul
inflamator si rezistenta la infectii.
IMUNITATEA INNASCUTA SPECIFICA: rezistenta
prezenta la nastere unui organism fata de anumiti agenti
microbieni care il particularizeaza de alte organisme din
aceeasi populatie sau specie, sensibile la actiunea acelor agenti
microbieni.
Atunci cnd rezistena caracterizeaz toi membrii unei specii, aceasta nu este o condiie de imunitate, ci o lipsa de susceptibilitate a speciei, sau lips de agresivitate a agentului microbian.
IMUNITATEA DOBINDITA: condiia organismului care prezint o stare de rezisten specific fa de un anumit agent patogen microbian. Aceast rezisten se poate instala ACTIV, ca IMUNITATE NATURALA, n urma contactului cu diferite microorganisme, sau ARTIFICIALA, n cazul administrrii de antigene sub forma VACCINURILOR.
IMUNITATEA NATURALA DOBINDITA IN MOD PASIV:
este consecutiv pasajului anticorpilor materni la ft. IMUNITATEA DOBINDITA ARTIFICIAL: se poate instala n
mod pasiv, n urma administrrii de seruri imune sau anticorpi preformai.
-
Fiziologie si Neurostiinte
2 / 20
ANTIGENUL: este orice molecula de origine endogen sau exogen, recunoscuta de un organism ca non-self, impotriva careia se declanseaza RASPUNS IMUN specific umoral (productie de
anticorpi) sau celular (clone de celule specifice efectorii). Definirea
unei molecule de antigen implica si capacitatea sa de a interactiona
specific cu efectorii raspunsului imun: anticorpi sau celule efectorii.
Moleculele cel mai bine recunoscute ca Ag sint proteinele cu
masa moleculara relativ mare (Mr > 10000D), dar pot functiona ca
Ag si polipeptide de mici dimensiuni si chiar molecule de sinteza cu
Mr< 1000D. Pot fi Ag si moleculele polizaharidice, lipidice, acizi
nucleici sau moleculele organice de sinteza. Cind in mod accidental
sint recunoscute ca Ag si moleculele normale ale propriului
organism, se instaleaza autoimunitatea.
RASPUNSUL IMUN: implic n mod absolut necesar stimularea i proliferarea limfocitelor antigen-specifice i sinteza unor molecule de recunoatere a antigenului, reprezentate de anticorpi i/sau receptori membranari.
O substan este antigenic dac ea declaneaz un rspuns imun i reacioneaz specific cu anticorpii sau receptorii membranari aprui n timpul rspunsului imun.
Rspunsul imun se deruleaz n trei secvene: 1.Selecia clonal este etapa n care snt selectate de ctre
antigen doar acele limfocite capabile s recunoasca antigenul, denumite limfocite antigen-specifice.
O clon limfocitar este o populaie de limfocite capabil s recunoasca un singur tip de antigen, datorit prezenei pe suprafaa membranei celulare a unui singur tip de receptor pentru antigen.
2.Activarea clonal: activarea metabolismului intermediar al
limfocitelor selectate;
3.Expansiunea clonal: proliferarea celulelor selectate i
activate metabolic; consecin: creterea numrului limfocitelor din clona stimulat de antigen.
Antigenul: caracter imunogen; imunogenitatea este
complementar unei alte caliti a antigenului, specificitatea: capacitatea antigenului de a reaciona specific numai cu receptorii antigenici solubili (anticorpi) sau cu receptorii membranari, aprui ca urmare a stimulrii antigenice.
-
Fiziologie si Neurostiinte
3 / 20
Antigenele se mpart n dou categorii: antigenele complete sau imunogenele i antigenele incomplete sau haptenele.
Imunogenele: antigene caracterizate de imunogenitate i specificitate. Ele snt timodependente i timoindependente.
ANTIGENELE COMPLETE TIMODEPENDENTE
declaneaz fie rspuns imun de tip celular, (RIC), fie rspuns imun de tip umoral (RIU); apariia rspunsului imun este condiionat de implicarea LIMFOCITELOR T HELPER (LTH) ntr-un proces complex de cooperare intercelular. Majoritatea antigenelor aparin acestei categorii, fiind de natur proteic.
ANTIGENELE COMPLETE TIMOINDEPENDENTE snt capabile s declaneze doar RIU, ele stimulnd direct limfocitele B, independent de prezena LTH. Ele reprezint o categorie minoritar de antigene (endotoxinele germenilor gram negativi, polizaharizii
pneumococici).
ANTIGENELE INCOMPLETE (haptenele) snt substane cu greutate molecular mic sau foarte mic, incapabile s declaneze un rspuns imun n lipsa cuplrii cu o macromolecul complex i intens imunogen, denumit purttor sau carrier. Haptenele au numai specificitate, nu i imunogenitate.
Un antigen complet este alctuit dintr-o component haptenic, responsabil de specificitatea antigenului, denumit determinant antigenic i de o componenta carrier, ntreg ansamblul hapten-carrier fiind responsabil de imunogenitatea antigenului.
Determinanii antigenici snt de dou tipuri: 1.liniari sau secveniali i 2.conformaionali.
Cei liniari snt alctuii din lanuri scurte de aminoacizi (8-12), dispui succesiv n lanul peptidic i recunoscui doar de limfocitele T, dup prelucrarea antigenelor integrale de ctre celulele prezentatoare de antigen (CPA).
Determinanii antigenici conformaionali snt alctuii din grupuri de 8-12 aminoacizi ce aparin unor regiuni diferite ale lanului peptidic sau chiar unor lanuri diferite, aflai n proximitate datorit unor puni disulfurice sau unor legturi necovalente. Ei snt recunoscui doar de limfocitele B (LB) i de anticorpi.
FUNCTIONAL : determinanii antigenici snt de tip efector i de tip imunoreglator.
-
Fiziologie si Neurostiinte
4 / 20
Determinanii antigenici efectori: pot fi de tip
conformaional, cnd snt recunoscui numai de limfocitele B i declaneaz RIU (determinani antigenici B), sau de tip
liniar sau secvenial, cnd snt recunoscui de limfocitele T citotoxice (LTC) i induc RIC (determinani antigenici C).
Determinanii antigenici imunoreglatori:
snt implicai n controlul intensitii rspunsului imun declanat;
snt recunoscui de limfocitele T helper care amplifica rspunsul imun declanat (determinani antigenici H), sau de limfocitele T supresoare (determinani antigenici S), care limiteaz sau chiar sisteaz raspunsul imun declanat. Antigenele alctuite predominent din determinani efectori (B
sau C) i determinani reglatori H se comport ca imunogene, iar antigenele alctuite predominent din determinani antigenici S au comportament tolerogen, fiind implicate in procesul de toleranta
imuna.
Antigenele snt caracterizate de imunogenitate, specificitate i de imunomodulare, proprietate prin care antigenul este implicat in
decizia asupra tipului de raspuns imun indus i a intensitii acestuia. Determinanii antigenici efectori snt recunoscui de limfocite
extrem de mult diversificate (zeci de milioane de clone limfocitare
diferite).
Determinanii antigenici imunoregulatori snt implicai n supravegherea rspunsului imun indus. Aceast categorie include determinanii antigenici H, care snt recunoscui de ctre limfocitele T helper cu rol de amplificare a rspunsului imun declanat i determinanii antigenici S, care snt recunoscui de catre limfocitele T supresoare, cu rol de limitare sau chiar sistare a rspunsului imun.
Pentru a fi imunogen, antigenul trebuie s fie o substan nonself sau strin. Cel mai frecvent, antigenele snt percepute ca nonself dac provin din organisme diferite pe scar filogenetic. Antigenul este cu att mai imunogen cu ct are o structur mai complex i este prelucrat de ctre CPA. Tipul de rspuns imun indus de un imunogen i amploarea acestuia snt condiionate genetic de haplotipul de gene MHC motenite.
Ptrunse n organism, antigenele complete tranziteaz esuturile, sectorul circulant i organele limfoide secundare (splina i ganglionii limfatici). Antigenele T independente ajunse n splin i ganglionii limfatici declaneaz RIU, ca urmare a activrii directe a limfocitelor B.
-
Fiziologie si Neurostiinte
5 / 20
Antigenele T dependente snt captate la nivel tisular de diferite CPA. Acestea le transport preponderant pe cale limfatic la organele limfoide secundare (splin, ganglionii limfatici, esutul limfoid). Aici, ele snt prezentate sub forma unor fragmente ale determinanilor antigenici (denumite epitopi) limfocitelor B sau T, rspunsul imun indus putnd fi de natur umoral sau celular, n funcie de natura imunogenului.
ORGANIZAREA SISTEMULUI IMUN
Sistemul imun cuprinde dou compartimente: 1.compartimentul central: alctuit din mduva hematogen
(unde se produc i matureaz limfocitele B i se produc limfocitele T) i din timus, sediul maturrii limfocitelor T i
2.compartimentul periferic: reprezentat de esutul limfoid capsulat i necapsulat. Splina i ganglionii limfatici alctuiesc esutul limfoid capsulat i reprezint sediul derulrii celei mai mari pri a rspunsului imun. Ariile timodependente ale organelor limfoide secundare capsulate, populate de limfocite T, sint: paracortexul
ganglionar si stratul limfoid periarteriolar intern al splinei. Ariile
bursodependente, populate de limfocite B, ale acestor structuri sint:
cortexul ganglionar si stratul periarteriolar extern al splinei. Celulele
B sint dispuse in aglomerari denumite foliculi. esutul limfoid necapsulat este localizat la nivelul epiteliului digestiv, bronic i la nivel cutanat.
CELULELE IMPLICATE IN REALIZAREA RASPUNSULUI
IMUN
Celulele din sngele periferic implicate n geneza rspunsului imun se regsesc n formula leucocitar astfel: neutrofile 62%, eozinofile 2,3%, bazofile 0,4%, monocite 5,3%, limfocite 30%. Dintre
acestea, unele ndeplinesc rol de celule prezentatoare de antigen, i snt profund implicate n diverse etape ale rspunsului imun, iar altele au rol auxiliar n acest proces, fiind implicate ns n tipuri particulare de rspuns imun, cum este aprarea antiparazitar n cazul eozinofilelor sau reaciile de tip alergic n cazul bazofilelor i mastocitelor.
Celulele prezentatoare de antigen se mpart n dou categorii, n funcie de eficacitatea lor. CPA profesionale snt reprezentate de celulele dendritice, macrofagele i limfocitele B. Din categoria CPA
-
Fiziologie si Neurostiinte
6 / 20
ocazionale fac parte fibroblasti, celule gliale, celule endoteliale,
cel.epiteliale timice si tiroidiene, cel.beta pancreatice.
CPA profesionale exprima permanent MHCII si molecule cu
efect co-stimulator, in timp ce cele ocazionale exprima aceste
molecule pe perioade scurte, in timpul raspunsurilor inflamatorii,
efect indus de IFN gamma si alfa TNF.
Celulele dendritice sint celule produse de maduva hematogena,
de unde migreaza spre diferite tesuturi.
Caracteristici: prezenta de pseudopode in starea de repaos, cu
anumite particularitati: sint extrem de numeroase, subtiri, efilate sau
foarte lungi, depasind de citeva ori diametrul celulei, fapt ce le
confera un aspect asemanator celulelor dendritice din SNC. Aceste
celule sint CPA datorita prezentei pe suprafata lor a receptorilor
pentru captare a antigenelor (CR si FcR) si a moleculelor de prezentare a antigenului, mai ales de tip MHCII.
Celulele dendritice (CD) se impart functional in 2 clase: 1.CPA propriuzise,
care proceseaza si prezinta antigenele LT, fiind considerate cele mai importante CPA
si 2.celulele dendritice foliculare (CDF), care prezinta pasiv antigenul din complexele
imune catre LB in gg.limfatici, fara sa le prelucreze. CD se gasesc la nivel cutanat, la
nivelul gg.limfatici si splina si la nivelul epiteliilor mucoase. In timus ele prezinta
ag.proprii LT in curs de maturare. Cd deriva de la nivel medular dintr-un precursor
mieloid. Cele imature interactioneza mai ales cu LT. Celulele Langherhans din piele
migreaza la nivelul paracortexului ganglionar, unde interactioneaza cu LT. Sint
bogate in molecule II MHC, esentiale pentru prezentarea ag. catre LTH.
CDF nu deriva din MH, ci au origine mezenchimala. Se gasesc la nivelul
foliculilor limfatici din gg.limfatici, in zonele burso-dependente, la nivel splenic si in
regiunile MALT. Ele nu migreaza, ci realizeaza o retea stabila prin intermediul unor
puternice conexiuni intercelulare, realizate prin desmozomi. Aceste celule sint lipsite
de molecule MHC II, dar leaga ag prin receptori pentru complement, care se ataseaza
de complementul asociat complexelor imune. Exprima si receptori Fc si produc
chemokine importante pentru homingul LB in ariile foliculare ale tes.limfoid.
MACROFAGELE snt celule produse la nivelul mduvei hematogene. Forma circulant a acestora e reprezentat de monocite, care dup ce tranziteaz pentru numai 12-24 de ore torentul circulator, ajung n esuturi, prin traversarea peretelui capilar prin diapedez, ele fiind atrase de o serie de factori chemotactici. Maturaia macrofagelor se realizeaz intratisular, la acest nivel ele devenind CPA propriuzise. n aceast calitate, macrofagele capteaz antigenele corpusculare sau particulate (bacterii, virusuri, parazii de mici dimensiuni, diverse celule somatice devenite imunogene), ele
neputnd capta antigenele solubile. Macrofagele se ntlnesc n alveolele pulmonare, splin,
ganglionii limfatici, mduva hematogen, sinusoidele hepatice (celulele Kupffer), cavitatea sinovial (celulele A sinoviale), esutul
-
Fiziologie si Neurostiinte
7 / 20
conjunctiv (histiocitele), rinichi (celulele mezangiale), creier (celulele
microgliale).
Dup captare, macrofagele endociteaz antigenele captate n decursul procesului de fagocitoz, proces ce consum energie i necesit apariia unor modificri citoscheletale ce duc la emiterea de pseudopode.
Fagocitoza poate fi realizat direct, sau poate fi mult amplificat ca urmare a procesului de opsonizare, proces care implic prezena opsoninelor. Aceste substane snt prezente n plasm i n ser; legate de elementele particulate imunogene ele le confer acestora o mai mare susceptibilitate la fagocitoz. Opsoninele identificate n ser snt: produii de clivare a componentelor complementului (C3b, C5b), imunoglobulinele (IgG1 i IgG3, IgG4, IgG2 i IgA).
Macrofagele
capteaz antigenele corpusculare opsonizate prin componenta C3b a complementului;
exprima pe suprafaa membranei receptori pentru complement (CR), antigene corpusculare opsonizate prin
anticorpi de tipul IgG i antigene neopsonizate;
macrofagele au pe membrana lor receptori pentru anumite oligozaharide prezente n structura peretelui bacterian, aa cum snt manoza i fucoza (F/MR);
in timpul procesului de fagocitoz, realizeaz prelucrarea antigenelor endocitate sub aciunea echipamentului enzimatic extrem de bogat al lizozomilor; n urma prelucrrii antigenului rezulta fragmente denumite epitopi, singurii conservai dintre acetia fiind cei mai imunogeni, denumii epitopi imunodominani; pstrarea unei mici pri din epitopii selectai i eliberarea lor n etape succesive contribuie la ntreinerea n timp a rspunsurilor imune; cea mai mare parte dintre epitopii selectai snt cuplai cu moleculele complexului major de histocompatibilitate MHCII situate pe membrana
macrofagelor i prezentati limfocitelor T, n cadrul unui proces de cooperare intercelular; un element cheie n derularea acestui proces este constituit de recunoaterea epitopilor prezentai de macrofag n asociere cu moleculele MHCII de ctre limfocitele T helper (TH) din ariile timodependente ale ganglionilor limfatici.
Echipamentul lizozomal al macrofagelor este extrem de bogat.
-
Fiziologie si Neurostiinte
8 / 20
Evenimentele metabolice ale procesului de fagocitoz produc o serie de specii reactive ale oxigenului: anionul superoxid (produs prin
captarea de ctre oxigenul molecular a unui electron n plus), apa oxigenat, radicalul hidroxil, oxigenul atomic (unul dintre electroni se deplaseaz pe o orbit cu energie mai mare). Toi aceti produi snt foarte instabili i au un puternic efect toxic asupra bacteriilor.
Macrofagele secret o serie de substane cu diverse roluri n organism: factorul de necroz tumoral (TNF), pirogeni endogeni precum interleukina 1 i interleukina 6 (IL-1 i IL6), componente ale complementului (de la C1 la C5, properdina, factorii B, D, I, H).
Macrofagele elibereaz, de asemenea, diferite proteine plasmatice i factori ai coagulrii, -interferon (-IFN), enzime hidrolitice (colagenaze, lipaze, fosfataze), metabolii ai acidului arahidonic.
NEUTROFILELE reprezint 95% din granulocitele circulante. Au durat de via scurt (2-3 zile), comparativ cu sistemul monocito-macrofagic, ale crui componente pot persista ani i au proprieti asemntoare acestora:
marginaia: este procesul de aderare la endoteliul capilar, mediat de receptori ai neutrofilului i liganzi prezeni pe suprafaa celulelor endoteliale i iniiat de chemoatractani ai neutrofilului (factori chemotactici) precum interleukina 8 (IL8);
diapedeza este procesul de extravazare prin traversarea
capilarului la limita dintre dou celule endoteliale. Dei lipsite de specificitate pentru antigene, neutrofilele joac un rol important n inflamaia acut, intervenind mpreun cu anticorpii i complementul n realizarea proteciei mpotriva microorganismelor.
Agenii chemotactici pentru neutrofile: fragmente ale complementului (C5a), factori derivai din sistemul fibrinolitic i sistemul kininelor, factori derivai din alte tipuri de leucocite, bacterii i trombocite.
Neutrofilele conin un ntreg arsenal de proteine stocate n dou tipuri de granulaii lizozomale:
granulaiile primare azurofile conin hidrolaze acide, mieloperoxidaz i lizozim (muramidaz);
granulaiile secundare (specifice) conin lactoferin, lizozim i proteine cu efect antibiotic: defensine, seprocidine, catelicidine i proteina inductoare a permeabilitii bacteriene (BPI bacterial permeability inducing protein).
Neutrofilele au receptori pentru fraciunea Fc a IgG (FcR), prin intermediul crora pot fi activate de complexe imune,
-
Fiziologie si Neurostiinte
9 / 20
intervenind astfel n mecanismul declanrii hipersensibilitii de tip III.
Neutrofilele au precursor medular comun cu monocitele, CFU-
GM (colony-forming-unit-granulocyte macrophage unitate formatoare de colonii pentru granulocite i macrofage), derivat din celula stem pluripotent. Mieloblatii derivai din acest precursor comun devin promielocite i apoi mielocite, care se maturizeaz i ajung n circulaie ca neutrofile mature.
Pe parcursul acestor diviziuni i diferenieri celulare, apar modificari ale markerilor de suprafa celulari: CFU-GM exprim molecula MHCII i CD38 pe suprafaa lor, n timp neutrofilul exprim CD13, CD14, CD15. Un element important n activitatea neutrofilului (fagocitoza i chemotaxia) desfurat n prezena opsoninelor este interaciunea direct cu microorganismele sau/i citokinele eliberate n timpul rspunsului imun. Neutrofilul adult
exprima permanent receptori FcRIII si FcRII, in timp ce FcRI sint exprimati numai de neutrofilul activat.
EOZINOFILELE:celule cu slabe performane fagocitare care reprezint 2-5% n formula leucocitar a sngelui periferic. Ele snt totui capabile de a distruge microorganisme endocitate i joac un rol important n aprarea antiparazitar. Mecanismul de aciune mpotriva paraziilor implic fenomenul de degranulare a eozinofilelor, proces n urma cruia este eliberat coninutul granulelor n mediul extracelular. Acest proces poate fi declanat i de ali stimuli. Nu snt celule prezentatoare de antigen, eozinofilul fiind implicat n limitarea procesului inflamator i reducerea migrrii neutrofilelor n focarul inflamator datorit eliberrii de histaminaz i aril-sulfataz, inactivatorii substanelor cu efect pro-inflamator eliberate de mastocite, cit si in initierea lui: contine
proteina bazica majora (MBP), cu efect toxic pentru paraziti, efect de
eliberare a histaminei din mastocite, efect activator al neutrofilelor si
trombocitelor si efect bronhospastic.
BAZOFILELE SI MASTOCITELE: celule implicate n realizarea rspunsului imun, dar nu snt celule prezentatoare de antigen.
Bazofilele snt foarte puin numeroase n sngele periferic, ele reprezentnd numai 0,2% din leucocitele circulante.
Mastocitele snt celule extrem de asemntoare bazofilelor din punct de vedere funcional; se gsesc doar la nivelul mucoaselor i esutului conjunctiv, fiind clasificate din acest motiv n dou categorii: mastocite ale mucoaselor (MMC mucosa mast cell) i
-
Fiziologie si Neurostiinte
10 / 20
mastocite ale esutului conjunctiv (CTMC conective tissue mast cell). Prima categorie pare T-dependent, n timp ce cea de a doua categorie de mastocite prolifereaz independent de limfocitele T.
Bazofilele i mastocitele conin granulaii bogate n heparin, leucotriene, histamin i factorul eozinofil chemotactic al anafilaxiei (ECF-A). Stimulul degranulrii bazofilelor i mastocitelor este cel mai frecvent un antigen capabil s declaneze reacii alergice, adic un alergen. Pentru declanarea acestui tip de rspuns imun, alergenul interacioneaz prin intermediul IgE situate la suprafaa bazofilelor i mastocitelor care exprim receptori pentru fraciunea Fc a acestor imunoglobuline (FcR). Mediatorii eliberai astfel produc simptomele clinice inflamatorii caracteristice alergiei.
LIMFOCITELE B pot juca rolul de CPA, datorit prezenei pe membrana lor a receptorilor de captare a antigenelor BCR,
pt.complement -CR-, si pt.IgG -FcR-, precum i a moleculelor MHCII, prin care pot prezenta celulelor T diversele antigene.
Caracteristic limfocitelor B este capacitatea lor de a capta antigenele solubile i nu pe cele de tip corpuscular.
MOLECULELE PREZENTATOARE DE ANTIGEN
Cele dou tipuri de molecule prezentatoare de antigen, MHCI i MHCII snt sintetizate sub strictul control al unui grup de gene situat pe braul scurt al cromozomului 6.
Moleculele MHCI: prezente pe suprafaa tuturor celulelor din
organism, cu excepia eritrocitelor. Ele snt specializate n prezentarea antigenelor endogene, fiind recunoscute n decursul cooperrii intercelulare de ctre limfocitele T citotoxice i supresoare, care au pe suprafaa lor molecula CD8 i snt implicate n reacia de respingere a grefei.
Moleculele MHCII: prezente numai pe suprafaa celulelor
implicate n geneza rspunsului imun, aa cum snt CPA, limfocitele B, limfocitele T. Ele snt specializate n prezentarea antigenelor exogene, fiind recunoscute de molecula CD4 de pe membrana
limfocitului T helper.
POPULATIILE LIMFOCITARE
LIMFOCITELE T reprezint o clas celular foarte heterogen,n cadrul creia se descriu 2 mari subtipuri, in functie de receptorii pt.antigen (TCR). Exista 2 mari clase de TCR: TCR si TCR. Aprox.95% din LT circulante sint de tip LT, restul fiind
-
Fiziologie si Neurostiinte
11 / 20
de tip LT. SubtipulLT are 3 subpopulatii: LT helper (TH), care exprima moleculele CD4 si au ca functie majora ajutarea sau inducerea raspunsului imun, LT reglatorii (Tregs), sint CD4+ si regleaza RI si LT citotoxice (Tc), care sint CD8+. Subtipurile LT
helper sint diferentiate dupa citokinele secretate in LTH1 si LTH2, si
recent desrise LTH17, cu rol in mentinerea integritatii mucoaselor.
LT par a juca un rol important in protectia suprafetelor mucoase. In general, ele pot recunoaste ag direct, fara intermediul moleculelor
MHC. Se considera ca au efect citotoxic si functii imunoreglatoare.
Celulele NKT exprima markeri ai LT si ai celulelor NK (CD3 si
o varianta unica de TCR). Recunosc ag glicolipidice fara interventia MHC si au rol de a initia raspunsul LT la ag non-
peptidice, precum si de a regla functia cel.dendritice, prin
intermediul citokinelor secretate.
LT reprezint 60-80% din totalul limfocitelor periferice i au o durat de via mare (ani, zeci de ani), ele fiind intens recirculate. Pe suprafaa lor se disting trei categorii de receptori:
1.receptori pentru recunoaterea antigenic, i anume: TCR (T cell receptor); complexul CD3 (CD = clas de difereniere) cu rol n recunoaterea antigenului sau epitopului prezentat de CPA; CD4 sau CD8 care snt co-receptori implicai n recunoaterea moleculelor prezentatoare de antigen MHC;
2.receptori cu rol accesor n activarea limfocitelor T: CD28, CD45, CD25;
3.receptori cu rol n adeziunea intercelular: CD2, CD11/CD18.
Limfocitele T recunosc antigenul dup structura primar a determinantului antigenic, spre deosebire de limfocitele B i imunoglobuline, care recunosc antigenele dup structura lor spaial. Ele recunosc numai antigenele expuse asociat de moleculele MHC pe
suprafaa CPA. Clasificare fenotipica:
limfocite TH (CD3+/CD4+/CD28+);
limfocite TC (CD3+/CD8+/CD28+);
limfocite Tregs supresoare (CD3+/CD4+/CD25+).
Activarea limfocitelor T: este realizat numai de antigenele T dependente, n cadrul unui proces ce necesit n mod obligatoriu participarea CPA. Cooperarea dintre CPA i limfocit este de tip bidirecional, ambele celule activndu-se reciproc. Activarea limfocitului T de ctre CPA este anterograd, ea derulndu-se n
-
Fiziologie si Neurostiinte
12 / 20
sensul prezentrii antigenului. Activarea limfocitului este realizat prin intermediul unor semnale activatoare transmise spre
citoplasm. Drept urmare, au loc activarea metabolica, expansiunea clonala precum si producerea de IL (LTH) sau de mediatori
implicate in distrugerea imunogenilor (LTC).
Activarea retrograda se desfasoara dinspre limfocitul T inspre
CPA, care este activat. Ea se desfoar n sens invers fa de prezentarea antigenic. Acest tip de activare se realizeaz prin eliberarea de ctre limfocitul T a IL-4 i/sau a IFN-. Efectul acestor substane este cel de a stimula exprimarea pe suprafaa CPA a moleculelor MHCII, ceea ce sporete capacitatea de prezentare a antigenului.
Activarea limfocitelor T se desfoara n dou etape, prima fiind antigen-independent, iar cea de a doua- antigen-dependent. n timpul primei etape, are loc stabilirea unor contacte extinse i intime ntre suprafeele membranare ale CPA i limfocitele T. Cea de a doua etap const n stabilirea unor legaturi ntre complexul epitop/MHC de pe suprafaa CPA i binomul TCR/CD4 sau TCR/CD8 de pe suprafaa limfocitului T.
O mic parte dintre limfocitele T efectorii snt pstrate n diverse sectoare ale organelor limfoide, ele fiind celule cu memorie.
LIMFOCITELE B reprezint 15-20% din totalul limfocitelor periferice. Ele snt puin recirculate i au durat scurt de via. Majoritatea snt distribuite n cortexul ganglionilor limfatici i n pulpa alb a splinei, unde alctuiesc foliculii limfoizi. Pe suprafaa membranei limfocitelor B exist aceleai categorii de receptori, ca i n cazul limfocitelor T: receptori pentru recunoaterea antigenului BCR (B cell receptor), receptori cu rol accesor n activarea metabolic a limfocitelor B, (CD45 i CD25) i receptori de adeziune intercelular. Limfocitele B
recunosc antigenele solubile dup structura spaial a determinanilor antigenici;
nu necesit prezena i implicarea CPA n declanarea rspunsului imun;
dup stimularea antigenic, limfocitele B parcurg etapele ciclului celular n mod asemantor cu limfocitele T, devenind limfoblati B, a cror principal caracteristic este prezena unui mare numr de molecule MHCII pe suprafaa membranei celulare, fapt ce le confer posibilitatea de a funciona ca CPA;
-
Fiziologie si Neurostiinte
13 / 20
celulele rezultate n urma diviziunilor celulare devin limfocite B efective, adic plasmocite, cu direct implicare n derularea i finalizarea rspunsului imun prin sinteza de imunoglobuline; o mic parte dintre ele trec n rezerv ca limfocite B cu memorie, n anumite sectoare din organele limfoide secundare.
RASPUNSUL IMUN UMORAL (RIU)
este declanat de antigenele T-dependente;
necesit cooperarea a trei categorii celulare: CPA, limfocitele T helper i T supresoare, (cu rol imunoregulator) i limfocitele B efectorii.
parcurge dou etape, prima cu efect activator, derulat dinspre CPA spre limfocitele B, care activate devin
plasmocite productoare de anticorpi i a doua etap cu efect inhibitor sau de control, care limiteaz rspunsul imun eficient la minimul necesar;cea de a doua etap este realizat prin intermediul unor subclase de imunoglobuline i prin activarea limfocitelor T supresoare care limiteaz participarea limfocitelor B i T la RIU; Meninerea unui echilibru stabil ntre cele dou etape ale RIU reprezint cheia homeostaziei RIU.
Secvenial, derularea RIU parcurge urmtorul model:
antigenul declanator este preluat de CPA (macrofage sau celule dendritice);
transportat n ariile timodependente ale organelor limfoide, este prezentat limfocitelor T helper (TH), care
se activeaz i devin limfoblati TH;
acetia migreaz n alte domenii ale organelor limfoide, unde urmeaz s ntlneasc limfocitele B cu care coopereaz;
simultan, antigenul este transportat pe cale limfatic n zonele bursodependente ale organelor limfoide, unde este
recunoscut de limfocitele B antigen specifice, care vor fi
activate, tranformndu-se n limfoblati B ce migreaz treptat, venind n contact cu limfoblatii TH, cu care coopereaz (direct, datorit numeroaselor molecule MHCII de pe suprafaa limfoblatilor B sau indirect, prin intermediul IL2 i IL4, eliberate de limfoblastul TH activate);
-
Fiziologie si Neurostiinte
14 / 20
in urma acestei cooperri, limfoblastul B este complet activat, el devenind plasmocit productor de anticorpi
specifici eliberai n circulaie.
PRINCIPALELE INTERLEUKINE IMPLICATE IN RIU
SINT IL-2, IL-4 i IL-5.
IMUNOGLOBULINELE
Imunoglobulinele:
snt glicoproteine identificate n plasm, lichidele interstiiale i secreiile organismului, care au proprieti de anticorpi, ele combinndu-se specific cu antigenele inductoare de rspuns imun;
structural, imunoglobulinele (Ig) snt alctuite din dou perechi de lanuri, unele cu greutate molecular mare, denumite heavy, (H) (de tip , , , i ) i altele cu greutate molecular mic, denumite light (L) (de tip sau ).
Ambele tipuri de lanuri au secvene variabile, notate cu VH i VL i pri constante, notate cu CH i CL. Secvenele variabile VH i VL formeaz mpreuna situsul de recunoatere a antigenului, cu care acesta stabilete legturi, denumit paratop. O molecul de Ig conine dou situsuri de legare a antigenului identice, capabile s recunoasc o unic structur antigenic, prin urmare anticorpii snt structuri monospecifice.
Secvenele constante ale Ig snt responsabile de celelalte funcii ale acestora:
activarea complementului pe calea clasic;
ataarea la suprafaa unor celule;
traversarea barierei feto-placentare. -Fragmentul ce conine situsul de legare a antigenului este denumit Fab;
-cel responsabil de funciile efectoare ale moleculei de Ig este denumit Fc;
-la limita acestora exista puni disulfidice, plasate ntre lanurile grele in zona denumit balama. Molecula de Ig are o variabilitate izotipic, allotipica i idiotipic.
variabilitatea izotipic diferentiaza membrii apartinind unor specii diferite;
cea allotipic se datoreaz diferenelor genetice intraspecie;
-
Fiziologie si Neurostiinte
15 / 20
variabilitatea idiotipic se datoreaz prezenei anumitor secvene de aminoacizi din regiunea variabil a moleculei de Ig, ce determin capacitatea de legare a antigenului. Variabilitatea idiotipic se coreleaz cu cea a situsului de legare a antigenului.
Zona variabila din structura Ig, (denumita si idiotip) implicata in
legarea antigenului (Fab) poate functiona concomitent si drept
determinant antigenic. Acesti determinanti antigenici
imunoglobulinici, aparuti in cantitate mare in timpul RIU
determina la rindul lor aparitia de Ig anti-idiotip. Acest proces se
deruleaza in 3-5 valuri succesive, astfel realizindu-se o retea
idiotip-antiidiotip, implicata in stimularea sau inhibarea RIU.
Imunoglobulinele se mpart n 5 clase (izotipuri), n funcie de particularitile secvenelor constante ale lanurilor grele (CH), care snt de tip , ,,, i .
IgG se regsesc n concentraiile cele mai mari, ele reprezentnd 75% din totalul Ig circulante. Durata persistenei lor n lichidele organismului poate ajunge la trei sptmni, ceea ce le confer un grad nalt al valorii funcionale.
Exist mai multe subclase de IgG, n funcie de numrul de puni disulfurice dintre lanurile H: IgG1, IgG2, IgG3 i IgG4. Funcional, molecula de IgG conine dou zone distincte: poriunea Fab, care este situsul combinativ al moleculei de IgG i este implicat strict n recunoaterea antigenic i poriunea Fc, denumit fragment constant sau cristalizabil, responsabil de aciunile biologice ale moleculei. IgG1 reprezint subclasa dominant a IgG. Au rol important n activarea complementului pe calea clasic, n realizarea imunitii pasive a nou-nscutului.
IgG2 este un slab activator al complementului.
IgG3 este cel mai puternic activator al complementului pe
calea clasic, iar IgG4 nu este activator de complement. IgG snt implicai n geneza RIU secundar, ce apare ncepnd cu al doilea contact cu antigenul declanator.
IgM au o durat de via mai scurt, de 10 zile. Ele snt alctuite din cinci structuri asemantoare celei aparinnd moleculei de IgG, fiind, deci, un pentamer. Ele snt implicate n RIU primar, declanat la primul contact cu antigenul i snt cele mai active imunoglobuline n activarea complementului pe calea clasic. Au aciune aglutinant asupra bacteriilor i virusurilor.
IgA se gsete n ser sub form de monomeri, sau este secretat la nivelul mucoaselor sau n lapte sub form de dimeri. Au fost
-
Fiziologie si Neurostiinte
16 / 20
identificate dou subtipuri de IgA, ce difer prin structura lanurilor (1 i 2).
IgD este prezent n ser cantit in cantiti foarte mici. Ea apare frecvent asociat cu IgM, ndeplinind funcia de receptor pentru antigen.
IgE:
prezent n ser n cantiti foarte mici; implicat n declanarea reaciilor de
hipersensibilitate imediat.
SISTEMUL COMPLEMENT
Sistemul complement: este un complex de proteine serice cu
activitate enzimatic, citolitic i reglatoare care prin activare produc chemotaxie, opsonizare i citoliz a agenilor patogeni. Complementul este alctuit din 25-30 de enzime ce snt activate n cascad, rolurile jucate de acest sistem n cadrul RIU fiind cel de a finaliza aciunea anticorpilor asupra antigenelor i cel de a realiza recunoaterea nespecific a structurilor nonself, aceste roluri putnd fi ndeplinite fie separat, fie complementar.
n mediile lichidiene, fiecare factor al complementului se gsete sub form inactiv.
Un factor al complementului odat activat, va avea drept substrat un alt factor n form inactiv, pe care l va activa, Conversia enzimatic a fiecrui factor inactiv n forma sa activ este un proces de proteoliz limitat, n urma cruia rezult dou fragmente: un fragment mic, notat cu a i unul mare, notat cu b, acesta din urm putnd funciona n cadrul cascadei de activare a complementului ca enzim, sau cofactor (fixator pe membrana celular a unui alt factor).
Factorii complementului snt notai de la C1 la C9. Activarea complementului se face pe mai multe ci. Iniial au
fost descrise calea clasic i cea altern de activare, care snt distincte dar au o secven final comun. Evenimentul central al cascadei complementului este constituit de conversia factorului inactiv C3 n forma activ C3b, sub aciunea C3-convertazelor.
Calea clasic de activare este declanat episodic de prezena complexelor imune ataate membranelor celulare i reprezint o achiziie filogenetic de dat mai recent.
Calea altern funcioneaz continuu, cu o intensitate sczut, care crete atunci cnd pe membranele celulare activatoare
-
Fiziologie si Neurostiinte
17 / 20
(bacteriene, parazitare, ale celulelor infectate viral) se depoziteaz factori ai complementului. Aceast cale de activare este de dat filogenetic mai veche. Calea altern de activare a complementului (sau calea properdinei) implic aciunea unor factori precum factorul B (omologul factorului C2 al cii clasice), factorul D i factorul P sau properdina, care intr n structura C3-convertazei adevrate a cii alterne a complementului.
A treia cale de activare a complementului (MBL pathway mannose binding lectin pathway) a fost recent descoperit. MBL este o protein plasmatic din familia collectinelor, ce funcioneaz ca o lectin, fiind singura apt s activeze complementul.
Agenii patogeni capabili de a se lega de MBL snt Salmonella, Neisseria, Candida albicans.
Concentraia sczut a MBL se asociaz cu deficite de opsonizare ce se pot manifesta clinic prin diaree sever, hepatit cronic de tip B, infecia HIV i boli autoimune.
Indiferent de calea de activare a complementului, la finele
cascadei enzimatice este generat complexul de atac al membranelor,
MAC (C5bC6C7C8C9), o structur complex, tubuliform, care se inser pe membrana int pe care o perforeaz.
Ca urmare a crerii de multiple comunicri ntre mediul intra i cel extracelular, are loc alterarea profund a gradientelor de concentraie ionica de o parte i alta a membranei celulare, cu ptrunderea masiv a ionilor de Na n celul, urmat de hiperhidratarea acut celular, n final producndu-se liza osmotic a celulei i moartea acesteia.
Reaciile complementului se deruleaz numai pe suprafaa membranelor int i nu pe cele self, acestea fiind protejate anticomplement prin trei categorii de receptori.
Raspunsurile imune umorale sint:
1.primare-declansate la primul contact cu antigenul,
caracterizate prin elaborarea de IgM; aceasta se datoreaza
participarii la generarea RIU la primul contact cu antigenul a
limfocitelor THp, care coopereaza cu CPA; limfocitele THp
elaboreaza IL2, care nu are efect asupra fenomenului de comutare
izotipica, drept urmare limfocitele B stimulate produc IgM.
Concentratiile de IgM sint relativ mici, deoarece la acest prim
contact antigenic participa clone limfocitare B si TH imature si
insuficient expansionate. In plus, timpul de al IgM este redus;
-
Fiziologie si Neurostiinte
18 / 20
2.secundare, caracterizate prin elaborarea de IgG, deoarece la
contacte repetate cu acelasi antigen, la cooperarea cu CPA participa
limfocite TH2, care elaboreaza IL4, care, spre deosebire de IL2
activeaza mecanismul de comutare izotipica: este inhibata productia
de IgM si stimulata cea de IgG. IgG au timpul de crescut ceea ce explica persistenta lor mai indelungata in plasma.
Controlul RIU consta in activarea limfocitelor T supresoare,
care constituie cascada supresoare. Aceasta este declansata abea dupa
declansarea productiei de anticorpi, avind rolul de a inhiba secventa
de activare (efectorie) a RIU.
Cele 2 secvente ale RIU, de activare si retrocontrol sint decalate
in timp si echilibrate functional.
RASPUNSUL IMUN CELULAR
Rspunsul imun celular (RIC) este implicat n trei condiii patologice majore: eliminarea celulelor infectate cu microorganisme
cu habitat sau dezvoltare intracelular (micobacterii, virusuri, legionella, brucela), supravegherea i aprarea antitumoral i rejetul grefelor de esuturi sau organe. Prin urmare, RIC joac un rol esenial n recunoaterea i ndeprtarea prin distrugere a dou categorii celulare: celulele proprii sau self devenite antigenice (prin
infectare sau degenerare malign) i celulele strine, nonself, provenite prin transplant de esuturi sau organe.
Pentru realizarea acestor funcii, este necesar participarea a trei tipuri de limfocite efectoare: limfocitele T citotoxice (LTC) si
celulele natural killer (NK). Aceste tipuri celulare recunosc celulele
int prin mecanisme diferite, dar le distrug prin mecanism asemntor, de citotoxicitate extracelular.
Limfocitele T citotoxice exprim pe suprafaa lor cele trei categorii de receptori: cei de recunoatere antigenic, TCR, care stabilesc conexiuni att cu antigenul expus, ct i cu molecula prezentatoare a acestuia, MHCI sau MHCII; din aceast categorie fac parte receptorii CD3 i CD8.
A doua categorie de receptori e reprezentat de cei cu rol accesor n activarea LTC, (CD25, CD28 i CD45).
Cea de a treia categorie e reprezentat de receptorii de adeziune intercelular, reprezentat de CD2. n funcie de anumite particulariti fenotipice i funcionale, LTC se mpart n dou categorii: LTC CD8+, care reprezint peste 90% din totalul acestora i au rol distructiv i LTC CD4+, care reprezint sub 10% din totalul
-
Fiziologie si Neurostiinte
19 / 20
LTC i ndeplinesc rol preponderent imunoreglator, intervenind n maturaia limfocitelor THp care devin LTH1.
LTC realizeaz o recunoatere imunologic specific, dependent de structurile MHCI, de tip clonotip, n sensul c fiecare clon de LTC poate recunoate o singur specificitate antigenic, datorit precondiionrii genetice. (restrictie HLA)
Ele pot recunoate o mare varietate de antigene, ntruct exista o mare diversificare clonotipic a acestor celule.
DINAMICA RIC
Celulele cu cea mai mare implicare n realizarea RIC snt LTC, datorit extremei diversificri clonotipice, ce permite acestor celule recunoaterea oricrei specificiti antigenice. Trstura fundamental a RIC o constituie declanarea acestuia la nivel predominent intraganglionar, desfurarea sa ulterioara fiind realizat la nivel tisular.
La baza derulrii RIC st participarea celulelor T cu memorie, dei nu toate limfocitele ce se regsesc n sngele periferic aparin acestei categorii. Astfel, exist limfocite T naive, inocente, fr nici un contact anterior cu antigenul pentru care au fost programate genetic
i limfocite T cu memorie, ce au avut contacte repetate cu antigenul pentru care au fost programate. Cele dou categorii de limfocite T se difereniaz fenotipic, parcurg ci diferite i au distribuii (homing-uri) diferite la nivelul organelor limfoide secundare.
Limfocitele T naive parcurg un traseu predominent
intracirculator: snge limf -snge i au un homing intraganglionar, cu rol de a spori ansele acestor celule de a ntlni antigenul specific transportat la acest nivel de CPA.
Limfocitele Tcu memorie au un trafic i homing predominent intratisular.
Prima etap a RIC este cea de inducie, iniiat n focarul antigenic, dar derulat mai ales intraganglionar. La finele acestei etape, are loc apariia celulelor T cu memorie i creterea expresiei receptorilor de adeziune intercelular la nivelul celulelor din acest focar. Aceast prim etap este iniiat de ptrunderea intratisular a antigenului, care este captat imunologic nespecific de CPA, n special de macrofagele rezidente la acest nivel. O parte dintre macrofagele
implicate n acest proces rmn la nivel intratisular, participnd la declanarea unui proces inflamator. O alt parte dintre macrofage migreaz pe calea limfaticelor aferente i transport intraganglionar antigenul captat la nivel tisular. Ele se stabilesc ulterior n corticala ganglionar, unde prezint antigenul transportat celulelor T naive,
-
Fiziologie si Neurostiinte
20 / 20
aflate n permanent trafic la acest nivel. Celulele care vor recunoate epitopii prezentai pe membranele CPA se vor activa, devenind n final limfocite T cu memorie.
Cea de a doua etap a RIC se deruleaz intratisular i implic aderarea limfocitelor T cu memorie la endoteliul vascular,
traversarea prin diapedez a capilarului i cooperarea la nivelul focarului antigenic cu macrofagele rmase intratisular. Rezultatul final al acestei etape este distrugerea complet i ndeprtarea antigenului declanator. Celulele implicate n aceat etap snt: macrofagele, limfocitele TH1, limfocitele TC CD8+ i limfocitele TC CD4+.
Limfocitele TC si celulele NK distrug celulele tinta printr-un proces
de citotoxicitate extracelulara, prin eliberare de mediatori solubili.
Astfel sint eliminate celule singenice (infectate sau metaplaziate) si
allogenice (din transplant de tesut sau organ). Liza celulelor tinta este
realizata prin lezarea membranelor tinta sub actiunea perforinei si a
granzimelor si prin alterari nucleare, fragmentarea ADN fiind cea
mai frecventa (apoptoza).
Granzimele sint omologii proteazelor si catepsinelor mastocitare si
ale neutrofilelor, ce contribuie la distrugerea membranelor tinta.