SUBIECTE IMUNOLOGIE -EXAMEN ORAL 1.Obiectul de studiu, ramurile si istoricul Imunologiei (momente semnificative).a)Obiectul de studiu.Imunologia sau stiinta imunitatii,care studiaza mecanismele de aparare ale organismului,este o ramura a biologiei fundamentale care a restructurat concepte fundamentale din alte domenii,impactul sau cel mai puternic fiind asupra stiintelor medicale.In comparatie cu alte domenii ale stiintelor biomedicale,imunologia este o stiinta relativ tanara care a aparut initial ca un domeniu particular al Microbiologiei,dupa descoperirile lui Jenner,Pasteur,Metchnikoff,in prezent fiind considerata una din cele mai importante ale stiintelor biologice.Beneficiind de progresele realizate in alte domenii(microbiologie,biochimie,biologie celulara si moleculara,inginerie genetica),precum si de progresele majore ale tehnicilor de explorare(microscopie electronica,metode fizico-chimice de mare finete),imunologia insasi a inregistrat progrese remarcabile si restructurari esentiale,fiind considerata ca unul dintre domeniile cele mai dinamice ale biologiei.Tehnicile imunologice la randul lor au fost preluate,datorita specificitatii si sensibilitatii lor deosebite,pentru determinari analitice si de diagnostic,prin care se poate evidentia si cuantifica o gama larga de substante,de la molecule mici ale unor medicamente/droguri,la substante macromoleculare.Termenul de “imunitate” si termenii derivati din acesta isi au originea in cuvantul din limba latina “immunis”,utilizat in Roma antica pentru a desemna persoanele scutite de dari si impozite-respectiv senatorii romani,pe timpul exercitarii mandatului;termenul a capatat ulterior,prin extensie,un sens mai larg fiind folosit pentru desemnarea persoanelor care erau “scutite” de imbolnavire in timpul epidemiilor.Domeniul de cel mai mare interes a fost legat de rezistenta fata de bolile infectioase,fapt care explica aparitia imunologiei ca stiinta in cadrul microbiologiei,ca ramura a stiintelor medicale(existand si in prezent un capitol numit imunologie antiinfectioasa).In acceptiunea clasica,imunologia reprezenta starea de nereceptivitate/rezistenta a unui organism fata de agentii patogeni(virusuri,bacterii,ciuperci microscopice,protozoare)pe care ii face incapabili sa genereze o infectie si boala consecutiva,atunci cand sunt intrunite toate conditiile pentru ca aceasta sa se poata produce.In aceasta conceptie clasica,starea de imunitate era considerata ca fiind intotdeauna benefica,conferind protectie organismului.In conceptia actuala,starea de imunitate in anumite conditii poate avea si efecte negative,manifestate ca boli autoimune,stari de hipersensibilitate sau reactii de respingere a transplanturilor de tesuturi si organe.Astfel,s-a demonstrat ca anumite celule/substante proprii organismului,modificate(ca rezultat al unor boli infectioase,prin integrarea de substante toxice,medicamentoase,prin iradiere),nu mai sunt recunoscute ca atare de catre sistemul imunitar,care declanseaza un raspuns imun,manifesat printr-o boala autoimuna.Hipersensibilitatea caracterizeaza situatia in care un organism,dupa un prim contact cu o anumita substanta din mediul inconjurator,se sensibilizeaza fata de aceasta si dobandeste o hiperreactivitate,iar la un contact ulterior,chiar daca substanta se gaseste in cantitati infime,organismul reactioneaza cu fenomene patologice uneori dramatice(soc anafilactic),care pot conduce la un sfarsit letal(exitus).Ex: febra fanului si unele cazuri de astm bronsic,rinita alergica,hipersensibilitatea fata de substante chimice,medicamentoase,hipersensibilitatea tegumentara(dermatita de contact),urticaria/eczema.Respingerea grefelor de tesuturi si organe are la baza un fenomen imunitar:tesutul de la donor este recunoscut de sistemul imunitar al receptorului de grefa ca strain,se activeaza mecanisme imune celulare si umorale si are loc respingerea tesutului grefat.Desi in prezent cadrul conceptual al imunologiei s-a largit,iar aceasta este considerata o ramura a stiintelor biologice,deoarece imunitatea este o proprietate a tuturor sistemelor biologice,de la cele mai simple,la cele mai evoluate.Aceasta proprietate biologica fundamentala se manifesta prin discriminarea constituentilor proprii organismului respectiv,de cei straini,cu tolerarea perfecta a propriului si reactia vehementa impotriva non-propriului.Aceasta recunoastere a propriilor celule a reprezentat insasi conditia evolutiei,a cresterii gradului de complexitate a organismelor vii,prin stabilirea unor activitati cooperante intre celulele de acelasi tip si aparitia unor tesuturi si organe specializate.Sistemul de recunoastere primitiv a preluat apoi o a doua functie,la fel de importanta,aceea a eliminarii celulelor si substantelor straine din organism,mentinand individualitatea si integritatea acestuia.

b)Ramurile Imunologiei.Imunologia a inregistrat progrese spectaculoase dupa 1960,fiind in prezent un domeniu bine definit al stiintelor biomedicale,in continua diversificare si restructurare si ocupand o pozitie centrala in biologia contemporana.Astfel,in cadrul Imunologiei s-au diferentiat urmatoarele ramuri:-Imunobiologia=studiaza aspectele biologice ale reactiilor imunitare,celulele sistemului imunitar si procesele de diferentiere si maturare ale acestora,ca si factorii umorali ce influenteaza aceste procese;studiaza fenomene imunitare din cursul evolutiei procesului tumoral,mecanismele imunitare ale respingerii grefelor de tesuturi si organe,ca si bazele celulare si moleculare ale fenomenelor alergice.-Imunochimia=studiaza procesele imunitare dpdv chimic,respectiv antigenele si anticorpii la nivel molecular si toate aspectele moleculare si cantitative ale reactiilor imunologice.-Imunogenetica=studiaza determinismul si controlul genetic al raspunsului imun,modul de recunoastere a antigenelor,biosinteza si generarea diversitatii anticorpilor,ca si mecanismele genetice ale rezistentei fata de agentii infectiosi.-Imunohematologia=este o ramura care a aparut odata cu stabilirea deosebirilor dintre eritrocitele diferitilor indivizi si cu precizarea grupelor sangvine de catre Landsteiner in 1901 si care s-a extins odata cu descoperirea deosebirilor chimice in cadrul aceluiasi grup sangvin,dupa descoperirea factorului Rh.-Imunologia medicala umana si veterinara care s-a diferentiat in: profilactica(obtinerea de noi vaccinuri care sa creeze dupa administrare o stare de imunitate crescuta a organismului),terapeutica(obtinerea de seruri imune care sa protejeze organismele expuse unor antigene de care organismul nu poseda anticorpi),de diagnostic(identificarea agentilor patogeni/anticorpilor specifici cu ajutorul reactiilor imunologice->Imunoserologia).-Imunopatologia=studiaza patologia consecutiva unor reactii imunitare,manifestata prin fenomene de hipersensibilitate de diferite tipuri,maladii autoimune,imunodeficiente primare(congenitale)si dobandite(SIDA,consecutiv infectiei cu virusul HIV).c)Istoricul Imunologiei (momente semnificative).Prima imunizare antivariolica propriu-zisa i se datoreaza medicului Edward Jenner(1798)care,afland de procedeul de “variolizare” si bazandu-se pe observatia ca mulgatorii de vaci erau rezistenti la variola pentru ca veneau in contact cu vacile care contracteaza vaccina,a inoculat un baiat de 8 ani cu lichid dintr-o pustula de vaccina si dupa un timp,intentionat,l-a inoculat cu un lichid de pustula variolica.Vaccina este determinata de un virus asemanator virusului variolic,respectiv virusul “cow pox”,iar faptul ca anticorpii anti-cow pox ofera protectie organismului si impotriva virusului “small pox”(agentul patogen al variolei)este explicat printr-o reactie de imunitate incrucisata.Din secolul al XIX-lea incepe perioada stiintifica,care a fost impartita de catre imunologul danez N.K.Jerne(1977)in mai multe etape:

Etape aplicatiilor practice.Savantul francez Louis Pasteur(1822-1895)a initiat practica vaccinarii in scop profilactic,numita astfel(de la lat.”vacca”)in onoarea lui Jenner.In 1879,a obtinut vaccinul antiholera aviara(bacteria Pasteurella multocida).In 1881,a realizat vaccinul anticarbunos,pentru protectia animalelor impotriva bolii numita “carbune”/antrax(bacteria Bacillus anthracis).In 1885,a produs vaccinul antirabic,prin recoltarea de maduva spinala de la iepurii infectati cu virusul rabic,urmata de uscarea acesteia in exicator.Pasteur a stabilit deci ca in anumite conditii,agentii infectiosi isi modifica proprietatile de patogenitate si virulenta,pastrandu-si antigenitatea,punand astfel bazele stiintifice ale vaccinarii.In 1888,s-a inaugurat “Institutul Pasteur Paris”.Ion Cantacuzino,care a studiat cu Metchinikoff in laboratoarele institutului Pasteur a infiintat la Bucuresti,in 1901 “Institutul National de Seruri si Vaccinuri”.El a introdus in schema de vaccinare obligatorie vaccinul tifoparatific,variolic,carbunos,BCG.Victor Babes,un alt pionier al microbiologiei,virologiei si imunologiei romanesti,a initiat seroterapia antidifterica.

Etapa descriptiva(1890-1930).Germanul E.A.Behring si japonezul S.Kitasato(Berlin,1890)au demonstrat ca activitatea protectoare indusa prin vaccinare este localizata in sange.Behring a dat denumirea de anticorpi factorilor serici cu activitate antibacteriana si a evidentiat prezenta acestora in toate umorile organimului,creand conceptele de raspuns imun mediat umoral si imunitatea umorala.Emile Roux(1894)a aratat ca serul

recoltat de la un animal vaccinat poate fi injectat intr-unul nevaccinat si il protejeaza fata de boala respectiva(imunizare pasiva).G.L.Ramon a observat ca exotoxinele bacteriene isi pierd calitatea de toxine,daca sunt supuse formolului 4%,la 40⁰,pastrandu-si capacitatea imunogena(antigenitatea)si putand fi folosite ca vaccinuri,denumite “anatoxine”/”toxoizi”.Pfeiffer(1894-1895)a descoperit prezenta in ser a unei substante care in cooperare cu anticorpii produce liza celulelor straine(ex.:bacterii).Antigenele(celulele invadatoare)sunt atacate efectiv de complement,in timp ce anticorpii au doar functia de recunoastere a acestora si de activare pe “calea clasica”,a sistemului complement,a carui functie esentiala este citoliza celulelor straine.K.Landsteiner(1901)descrie sistemul grupelor de sange AB0,punand bazele realizarii transfuziilor de sange izogrup.E.Metchnikoff(1882)descopera fagocitoza,cel mai important mecanism de aparare al organismului,bazat pe ingerarea materialului strain patruns in organism de anumite celule.

1930-1950-elucidarea structurii moleculare a antigenelor si anticorpilor.A fost descoperita si “calea alternativa” de activare a sistemului complement,de catre L.Pillemer si A.C.Wardlaw(1954),considerata initial ca fiind determinata exclusiv de un grup de proteine diferite de cele ale sistemului complement.G.Edelman si R.Porter(1963)au determinat structura anticorpilor(Ig G).

Perioada elucidarii mecanismelor celulare ale ereditatii(~1950-1970).S-a demonstrat rolul limfocitelor ca “celule-cheie” in raspunsul imun specific dupa ce,pana la jumatatea secolului XX,limfocitele fusesera considerate celule”spectator”,fara importanta si functii speciale.F.M.Burnet a elaborat si documentat “teoria selectiei clonale” asupra anticorpogenezei,teorie care a avut un rol important in evolutia imunologie ca stiinta.A pus in evidenta si functia imunologica a timusului.

Perioada sistemica(1970-2010).Se caracterizeaza printr-o abordare integratoare a sistemului imunitar si prin analize de mare finete.S-a realizat si se continua studiul la nivel molecular al factorilor implicati in activarea si cooperarea diferitelor categorii de celule care participa la elaborarea raspunsului imun,al factorilor de imunoreglare(interleukine,interferoni,alte citokine),ca si posibilitatile de manipulare(stimulare/supresie)a sistemului imunitar cu ajutorul imunomodulatorilor.

2.Proprietatile sistemului imunitar (S.I.).Organizarea S.I. in plan biologic este teleonomica,in sensul ca este perfect organizat pentru a-si indeplini functia sa esentiala :diferentierea self-ului de non-self.Sistemul imunitar are urmatoarele particularitati :a)Are o structura in retea,a carei constituenti sunt situati mai ales in zonele de contact cu substantele straine,la portile de intrare in organism.In aceasta retea,celulele sistemului imunitar isi indeplinesc rolul fiziologic prin interactiuni cu alte celule si mecanisme fiziologice,inclusiv cu cele nespecifice,neadaptative,acestea reprezentand prima linie de aparare,pe cand cele specifice,adaptative,fac parte din linia a II-a de aparare,care actioneaza dupa o perioada de latenta.b)Receptioneaza informatii din mediul extern,le recunoaste si reactioneaza fata de acestea,ocupand din acest punct de vedere,locul al II-lea dupa sistemul nervos.Sistemul imunitar apare ca un « organ de simt » pentru stimuli(de natura chimica-macromolecule)care nu sunt recunoscuti de sistemul senzorial clasic.c)Celulele specifice ale sistemului imunitar poarta pe suprafata lor un numar mare de receptori membranari.De ex. :o clona de limfocite are receptori pentru Ag,cu situsuri de combinare identice,care difera de receptorii altor clone ;rezulta ca o clona difera de alta si prin natura antigenului pe care il poate recunoaste si de care poate fi activata.d)Capacitatea de a raspunde la toate antigenele pe care virtual le poate intalni in natura ,datorita repertoriului imens de subpopulatii/clone diferite,fiecare purtand receptori pentru anumite antigene,fiind deci imunocompetente.Dupa patrunderea in organism,un antigen interactioneaza,teoretic,numai cu o clona limfocitara,deci cu un numar mic de celule.Din acest punct de vedere exista o redundanta,care este benefica,pentru ca desi numarul celulelor imunocompetente este mult mai mare,nu sunt utilizate decat cateva la un moment dat,astfel ca apararea organismului se realizeaza cu mare economie de mijloace.Dupa stimularea realizata prin contactul cu antigenul,clona

respectiva este activata si intra intr-un proces de proliferare intensa si de diferentiere functionala,celulele devenind efectoare,angajate,Ag-reactive.La baza raspunsului imun se afla selectia clonala,care determina marea eficienta a acestui raspuns,derivata din capacitatea de amplificare a efectelor sale,consecutiva stimularii antigenice.e)Activitatea de supraveghere a sistemului imunitar este facilitata de capacitatea de circulare si recirculare a limfocitelor,din sange in organele limfoide secundare(ganglioni limfatici,splina,amigdale,placi Peyer)care reprezinta locul de intalnire dintre limfocite si Ag,si invers.f)Memoria imunologica,netransmisibila ereditar,determina un raspuns imun mai rapid,mai intens,mai durabil,la a doua intalnire si urmatoarele,cu acelasi antigen=raspuns anamnestic/fara uitare,pe acesta proprietate bazandu-se procedeul imunoprofilaxiei prin vaccinare.g)Sistemul imunitar al vertebratelor poate fi asimilat celorlalte sisteme si poate fi considerat integrat acestora,sistemul nervos in primul rand,ceea ce explica scaderea capacitatii de aparare a sistemului imunitar,sub influenta stresului prelungit.De asemenea,orice disfunctie a sistemului imunitar,perturba functiile celorlalte sisteme.In medicina se foloseste expresia de « status imunologic »,investigat si in cazul unor boli ale altor sisteme,deoarece este dovedit ca multe afectiuni au o componenta imuna.De altfel,exista numeroase analogii intre sistemul imunitar si sistemul nervos :complexitate functionala si structura in retea(~creier mobil),capacitatea de a raspunde diferentiat la o varietate de stimuli,o serie de dichotomii si dualitati :ambele sisteme primesc si transmit semnale,utilizeaza semnale excitatorii si inhibitorii,in prezenta unor organe limfoide primare si secundare(similar celor nervoase :centrale si periferice).Raspunsul imun este o reactie adaptativa a sistemului imunitar ;spre deosebire de mecanismele de rezistenta naturala/imunitate innascuta,raspunsul imun are caracter adaptativ,fiind indreptat spre o anumita substanta non-self si realizat prin mobilizarea anumitor celule preprogramate,care « asteapta » sa fie activate de un anumit antigen specific.

3.Antigene:definitie si clasificare in functie de originea lor;exemple de Ag endogene.Antigenele=molecule care introduse in organismul unui animal determina un raspuns imun reprezentat de proliferarea celulelor limfoide si sinteza de molecule de recunoastere,respectiv anticorpi si receptori celulari pentru Ag,care au proprietatea de a se combina in vivo si in vitro cu antigenul inductor al raspunsului imun(J.Fr.Bach,1974).Nu exista o relatie de identitate perfecta intre antigene si substantele straine,non-proprii(non-self),deoarece antigenele,dupa origine,pot fi exogene,dar si endogene,provenite din interiorul organismului si rezultate prin transformarea,in anumite circumstante,a substantelor proprii(self).Antigenele endogene.Transformarea self-ului poate fi o consecinta a uzurii celulelor,a iradierii,a actiunii unor substante chimice/chemoterapeutice,a unor agenti infectiosi paraziti intracelular care exprima antigene proprii pe membrana celulelor gazda.Exemple de Ag endogene : antigene alterate(self alterat),antigene sechestrate/mascate(ex. :proteinele din cristalin,din anumite structuri ale tiroidei,mielina,antigene din structura spermatozoizilor),antigene tumorale.Antigenele oncofetale sunt diferite de Ag-le tumorale specifice/TSA!!

4.Clasificarea antigenelor exogene in functie de criteriile provenientei si structurii lor chimice.Antigenele exogene,se clasifica dupa provenienta lor in :naturale,artificiale si sintetice.Aceasta clasificare interfera cu cea bazata pe criteriul chimic.a)Antigenele naturale au fost descrise in 1897 de catre Robert Kraus care a descoperit actiunea imunogena a proteinelor.Ag-le naturale sunt reprezentate de virusuri,microorganisme,celule eucariote si componente de suprafata ale acestora,proteine solubile :*particulate/corpusculare :virusuri,microorganisme,celule eucariote ;*solubile-diferite macromolecule,cum ar fi :=>proteine-foarte variabile ca structura primara(secventa aminoacizilor)si conformatie spatiala ;de ex. :-proteine structurale :mioglobina(153AA),albumina serica umana,albumina serica bovina(BSA),ovalbumina,proteinele capsidale ale VMT(2130 de capsomere,alcatuite din cate 158AA) ;

-proteine catalitice :enzime(ribonucleaza pancreatica bovina,lizozim-129AA) ;-hormoni proteici :insulina,glucagonul,hormonii tiroidieni ;-exotoxinele bacteriene,de natura proteica,sintetizate si eliminate in mediu,mai ales de catre bacteriile Gram pozitive ;=>alte macromolecule :polizaharide,lipide,LPS(lipopolizaharide/endotoxinele din structura peretelui celular al bacteriilor Gram negative),acizi nucleici.Dupa intensitatea raspunsului imun determinat,antigenele se clasifica in antigene puternice(proteine,glicoproteine)si antigene slabe :polizaharide,lipide,acizi nucleici.b)Antigenele artificiale sunt antigene naturale modificate chimic prin cuplarea,adesea prin legarea covalenta a una sau mai multor grupari chimice care le modifica specificitatea.Din acest proces de cuplare rezulta conjugate.Astfel de antigene artificiale au fost create pentru prima data de Landsteiner,in 1917,care a continuat sa le studieze timp de ~50 ani.Cele mai utilizate antigene artificiale sunt conjugatele obtinute din proteine cuplate cu diferite grupari chimice,proteina-proteina,proteine adsorbite de suporturi insolubile,de tipul derivatilor celulozici :Sephadex si Sepharose,rezultand un asa-numit imunosorbent.Acest ultim tip de antigene artificiale este utilizat pentru producerea coloanelor folosite in tehnica cromatografiei de afinitate,metoda foarte eficienta de purificare a proteinelor.Proteine adsorbite pe un suport de plastic se utilizeaza si in metoda de diagnostic imunologic de tip ELISA(Enzyme linked immunosorbent assay).c)Antigenele sintetice sunt antigene produse in laborator prin polimerizarea aminoacizilor,rezultand polipeptide(sintetizate pentru prima data de catre Sela,1960).Se pot obtine homopolimeri/heteropolimeri,acestia din urma fiind Ag mai puternice,mai ales daca au structura ramificata(de ex. :poli-L-Lys+grupari laterale de poli-D-L-Ala,cu glicocol si tirozina la capete,in pozitii intamplatoare).

5.Particularitati structurale si functionale definitorii ale antigenelor.Antigene timo-dependente si timo-independente.Studiul antigenelor artificiale si sintetice a contribuit la descifrarea structurii,ca si particularitatilor care definesc in prezent termenul de Ag,ca si ale reactiilor Ag-Ac.Antigen=o substanta care,patrunsa intr-un organism imunocompetent,initiaza un proces biologic complex,constand in proliferarea si diferentierea celulelor specifice ale S.I.,respectiv a celulelor limfoide capabile sa faca sinteza unor molecule de recunoastere(receptori pentru Ag si molecule libere de Ac),care au proprietatea de a se combina cu Ag-ul care le-a indus sinteza.Din aceasta definitie,care o include si pe cea a raspunsului imun,reies cele doua particularitati functionale definitorii ale Ag-lor :

imunogenitatea-capacitatea Ag-lor de a provoca un raspuns imun decelabil(producere de efectori imunitari),cand patrund in organismul unui animal apt sa raspunda(imunocompetent);

specificitatea-capacitatea Ag-lor de a fi recunoscute de efectorii imunitari(celule si molecule)a caror sinteza au indus-o;aceasta recunoastere are ca efect combinarea specifica a fiecarui Ag cu efectorii corespunzatori(reactia Ag-Ac).

Deci,antigenele se caracterizeaza printr-o dualitate functionala,careia ii corespunde si o dualitate la nivelul structurii moleculare.Astfel,s-a constatat ca antigenele sunt compuse dintr-un suport macromolecular(un lant polipeptidic)denumit “purtator”/carrier,pe suprafata caruia se gasesc determinanti antigenici(D.A.),numiti si epitopi/grupari determinante de specificitate(G.D.S.).Epitopii reprezinta componentele antigenului care sunt recunoscute si care reactioneaza cu situsurile combinative corespunzatoare ale efectorilor imunitari(receptori limfocitari si respectiv situsurile combinative/paratopii anticorpilor).Epitopii pot fi diferiti sau identici/repetitivi;antigenele naturale sunt adevarate mozaicuri antigenice,prezentand un numar mare de epitopi diferiti.Epitopii separati de molecula purtatoare,care au capacitatea de a se lega specific de situsurile combinative ale efectorilor imunitari corespunzatori,dar nu pot induce un raspuns imun,poarta denumirea de “haptene”.Haptenele sunt dotate deci cu specificitate,dar sunt lipsite de imunogenitate(de capacitatea de a induce un raspuns imun)astfel ca,dpdv functional sunt considerate jumatati de antigen si pot fi transformate in antigene complete prin cuplare cu o molecula-

purtator,rezultand conjugate(Ag artificiale).Haptenele,pot fi naturale sau sintetice.Ca molecule-purtator pot fi utilizate proteine(albumina,globuline),hematii,capside virale,ca si suporturi sintetice inerte,insolubile(microbile de latex,Sephadex).Astfel de conjugate se folosesc in reactii de aglutinare pasiva,folosind ca purtatori particule pe care se adsorb molecule solubile de Ag/Ac,cu scopul de a amplifica efectul vizibil al reactiilor,utile atat imunodiagnosticului,cat si serotipizarii agentilor infectiosi.S-a demonstrat existenta unui efect de carrier,in sensul ca molecula-purtator poate modula raspunsul imun,in sensul diminuarii/intensificarii acestuia.Antigene timo-dependente.Sunt Ag care necesita pentru producerea unui raspuns imun umoral,respectiv pentru sinteza de Ac,cooperarea dintre limfocitele Th si B.Prototip al acestor Ag,sunt proteinele serice heterologe,polipeptidele sintetice formate din L-aminoacizi,hematiile heterologe,flagelina monomera si in general,produsi nepolimerizati.Antigene timo-independente.Sunt Ag care determina activarea directa a limfocitelor B,fara interventia limfocitelor Th.Prin urmare,determina sinteza de Ac,la fel de intens la soarecii normali,ca si la cei nuzi,lipsiti de timus si LT imunocompetente.Aceste Ag sunt in general compusi polimerizati,cu numerosi D.A. repetitivi,au o structura tridimensionala care favorizeaza interactiunea cu receptorii de Ag de pe membrana LB,au o rezistenta deosebita la degradarea enzimatica si o persistenta indelungata in organism.Determina aproape exclusiv sinteza de IgM.Ex.:polizaharide pneumococice-tip III,LPS,dextrani,levani,flagelina polimerizata,polipeptide sintetice formate din D-aminoacizi.

6.Conditiile dependente de molecula de antigen,care influenteaza imunogenitatea unei substante;exemple.a)Calitatea de non-propriu(non-self),de străin este o condiţie esenţială,o substanţă fiind cu atât mai imunogenă,cu cât este mai “străină”,mai diferită de substanţele proprii gazdei;această proprietate este determinată de structura primară,de secvenţa monomerilor într-o macromoleculă,dar şi de structura sterică a acesteia,care permite expunerea la suprafaţă a acelor secvenţe specifice,neîntâlnite la substanţele proprii;de ex. :hormonii proteici sunt antigene slabe pentru că au o structură chimică relativ uniformă la specii animale diferite;de ex. :insulina(5700Da)se compune din două lanţuri polipeptidice A şi B,de 21 şi respectiv 30 de aminoacizi;diferenţele de secvenţă la molecule de insulină de diferite provenienţe,sunt limitate la aminoacizii din poziţiile 8,9şi10 şi ultimul aminoacid carboxiterminal;astfel,nefiind imunogenă insulina de origine animală poate fi folosită în terapia diabetului zaharat insulino-dependent;b)Greutatea moleculară influenţează imunogenitatea,bune imunogene fiind în general substanţele a căror greutate moleculară este mai mare de 40kDa;ex. :ovalbumina-g.m.=40kDa;serumalbumina-g.m.=70 kDa.Această regulă are excepţii în ambele sensuri: *cel mai mic polipeptid sintetic faţă de care s-a obţinut un răspuns imun în anticorpi avea 1400Da;glucagonul este cea mai mică moleculă proteică naturală imunogenă-g.m.=3800Da;se pare că anumite molecule polipeptidice cu g.m. mică se pot lega de anumite componente proprii organismului cu rol de purtător,făcându-le accesibile limfocitelor şi deci imunogene,un exemplu în acest sens fiind sensibilizarea organismului faţă de penicilină;*gelatina,dextranul-deşi au g.m. mare,nu sunt imunogene;de ex.:dextranul este un polimer al D-glucozei cu g.m. variabilă(50-100kDa),produs de sinteză al unor bacterii capsulate(Leuconostoc mesenteroides),utilizat ca înlocuitor de plasmă după hemoragii mari pentru refacerea volemiei;totuşi prin injectare repetată,pot apărea Ac- anti-dextran;c)Rigiditatea moleculei-este o condiţie necesară,deoarece prin rotaţia liberă în jurul axului propriu al moleculei a determinanţilor antigenici,se pierde imunogenitatea,deoarece sunt expuşi limfocitelor mereu alţi determinanţi antigenici;de ex.:gelatina(proteină rezultată prin denaturarea colagenului)deşi are g.m. mare,nu este imunogenă datorită bogaţiei în resturi de glicocol care determină o lipsă de rigiditate a moleculei;prin inserarea unor aminoacizi aromatici(Tyr,Trp,Phe),molecula devine rigidă şi imunogenă,deoarece se asigură o dispunere“în colţuri”a lanţurilor polipeptidice; d)Izomerismul optic-influenţează imunogenitatea,în sensul că moleculele cu AA levogiri sunt mai imunogene decât cele cu AA dextrogiri;se pare ca moleculele levogire sunt mai imunogene pentru că pot

fi mai uşor degradate de către enzimele din fagolizozomii celulelor fagocitare,regula fiind că un antigen este cu atât mai imunogen,cu cât este mai uşor desfăcut în componente de către enzimele lizozomale ale macrofagelor;e)Persistenţa moleculei în organism(mai ales a epitopilor);substanţele care sunt complet degradate,cum este cazul celor fagocitate de către leucocitele PMNN,nu mai pot stimula funcţiile imunitare,deoarece atât eliminarea rapidă a antigenului,cât şi remanenţa sa ca moleculă intactă în fagocite,scade antigenitatea până la anulare;f)Compoziţia chimică şi complexitatea moleculei de antigen :*compozitia chimica-proteinele şi glicoproteinele(Ag puternice) :-lipidele, polizaharidele, acizii nucleici (Ag slabe);-lipidele şi acizii nucleici(se pot comporta ca haptene);-polizaharidele ramificate(bune imunogene);*complexitatea moleculei-homopolimerii nu sunt imunogeni,dar heteropolimerii au această calitate;de ex. :polipeptidele alcătuite din 3–4 aminoacizi(AA)diferiţi,sunt imunogene,deoarece succesiunea aminoacizilor(structura primară)determină structura secundară,terţiară,ceea ce explică imunogenitatea puternică a proteinelor naturale :-D.A. ai proteinelor pot fi secvenţiali(succesiunea AA în lanţul polipeptidic)sau conformaţionali(AA din regiuni diferite ale unui lanţ sau din lanţuri diferite,pot fi aduşi în apropiere de legături S-S sau de legături necovalente);de ex. :peptidul buclat al lizozimului-prin reducere/alchilare este anulată reacţia cu Ac anti-LZ; -în general se consideră că Ac produşi faţă de proteinele naturale sunt dirijaţi mai ales faţă de determinanţii conformaţionali şi mai rar faţă de cei secvenţiali ;demonstrarea existenţei determinanţilor conformaţionali în structura proteinelor globulare a explicat şi mecanismul de legare Ag-Ac bazat pe complementaritatea de tip lacăt-cheie.g)Modul de exprimare a D.A. pe suprafaţa moleculelor purtătoare-s-a demonstrat că zonele imunologic importante trebuie să fie situate la suprafaţa moleculei şi accesibile celulelor sistemului imunitar,nu ascunse în interiorul moleculei;se explică astfel,de ce polimerii ramificaţi sunt mai imunogeni decât cei liniari.

7.Conditii referitoare la organismul gazda care influenteaza imunogenitatea unei substante.a)Maturitatea sistemului limfoid(imunocompetenţa)-inocularea unui antigen la un organism care nu şi-a dezvoltat precursorii celulari,respectiv limfocitele care să exprime receptorii pentru Ag,nu numai că nu induce un răspuns imun,dar poate determina fenomenul de toleranţă imunologică;b)Vârsta organismului-la vârstele extreme,răspunsul imun este mai slab;imediat după naştere,sistemul imunitar nu este suficient de matur funcţional;la vârste înaintate,se produc modificări fiziologice,inclusiv la nivelul sistemului imunitar,cum ar fi :scăderea numărului de limfocite Th(ajutătoare),creşterea proporţiei de limfocite Ts(supresoare),scăderea activităţii celulelor NK(natural ucigaşe),ceea ce conduce la instalarea unei stări de imunodepresie fiziologică,responsabilă în mare măsură de creşterea incidenţei bolilor infecţioase(mai ales virale)şineoplazice(mai frecvente decât la adulţi);c)Condiţia fiziologică a organismului în momentul întâlnirii cu antigenul poate face ca stimulul antigenic să fie inoperant,pentru că organismul nu-l recepţionează sau nu reacţionează la intensitatea normală,cum ar fi în următoarele situaţii: *în sarcină-când organismul se află în această condiţie,se manifestă o toleranţă imunologică materno-fetală care se manifestă de la începutul şi pe tot parcursul sarcinii;însăşi nidarea este favorizată de faptul că sperma conţine factori imunosupresori,spermatozoizii nu prezintă molecule CMH de clasa I,ca şi sinciţiotrofoblaştii şi citotrofoblaştii.Ulterior,progesteronul are o acţiune inhibitorie pronunţată asupra limfocitelor T(care au receptori pentru hormon),determină scăderea numărului şi activităţii celulelor NK,creşte concentraţia complementului seric,mai ales la sfârşitul perioadei.Se constată o diminuare a imunităţii celulare,mediată de Th1(în consecinţă scade sinteza de IL-2,IFN-,TNF-)ceea ce are ca efect ameliorarea poliartritei reumatoide(eventual prezente),în timp ce hormonul gonadotrofină corionică(HGC)inhibă diferenţierea limfocitelor Tc(citotoxice)şi o stimulează pe cea a Ts;se remarcă şi o

accentuare a imunităţii umorale,cu creşterea sintezei de IL-4,5,6,10,ceea ce are ca efect agravarea L.E.D.,în eventualitatea prezenţei acestei boli autoimune(Wood, 2003). *în cursul tratamentelor cu corticosteroizi(cu efect antiinflamator)sau alte substanţe imunosupresoare ;*în starea de malnutriţie(carenţă de proteine,de vitamine,minerale);d)Specia animalului imunizat-această condiţie ilustrează rolul factorilor genetici;cu cât Ag provine de la o specie mai îndepărtată filogenetic de specia animalului imunizat,cu atât răspunsul va fi mai intens;insulina de cal şi bovină,nu diferă structural mult de cea umană,fiind tolerată de către om;la specii apropiate:om şi maimuţă sunt diferenţe structurale mici între proteine,astfel că la inoculari interspecie se obţine un răspuns imun slab/nul.

8.Conditii dependente de modalitatile de administrare ale unui antigen,care influenteaza imunogenitatea acestuia.a)Calea de administrare(inoculare);calea parenterală este preferată pentru că antigenul vine rapid în contact cu celulele imunocompetente din ganglionii limfatici regionali,după inoculare pe cale i.d.,s.c.,i.m. sau cu cele din splină după inoculare i.v.Pe cale bucală Ag sunt degradate de enzimele digestive(excepţie:vaccinul antipoliomielitic);b)Cantitatea de Ag inoculată sau doza;dozele prea mari sau prea mici pot avea efect contrar celui scontat,astfel că în loc de răspuns se instalează toleranţa imunologică de zonă înaltă sau joasă.Dozele fracţionate,repetate la intervale optime determină producerea unei cantităţi mari de Ac,mai mare decât dacă aceeaşi doză de Ag s-ar administra printr-o injecţie unică;c)Intervalul dintre imunizări;administrarea prelungită şi la intervale prea scurte a aceluiaşi Ag,poate determina supresia imunologică şi nu activarea funcţiilor imunitare;d)Asocierea cu adjuvanţi;un adjuvant este o substanţă sau un complex de substanţe,de origine minerală,organică sau biologică(endotoxine,BCG,adjuvant pertussis),care administrate împreună cu un Ag măresc imunogenitatea acestuia.Un antigen stimulează funcţiile imunitare mai eficient în asociere cu un adjuvant,deoarece este mai bine fagocitat de către macrofage şi mai bine prezentat de către acestea celulelor limfoide(se formează granuloame bogate în macrofage în ţesuturi)şi astfel se prelungeşte stimularea antigenică şi creşte sinteza de anticorpi.Punctul de plecare în utilizarea adjuvanţilor a fost vaccinul TAB(anatoxină tetanică,Salmonella paratyphi A şi B)şi observaţia că răspunsul în Ac anti-anatoxină tetanică este mai mare de aprox.20 de ori,faţă de cazul când aceasta se administrează singură.Intensitatea mare a răspunsului imun este rezultatul unui aflux mare de macrofage şi limfocite la locul injectării celulelor de Salmonella(bacterii Gram negative),datorită unei reacţii inflamatorii şi creşterii capacităţii imunogene a Ag-lui,datorită prezenţei LPS(endotoxina din structura peretelui celular al bacteriilor Gram negative).Fenomenul este important,mai ales dacă Ag are o g.m. mică,astfel că prin amestecarea cu substanţe care îi cresc reţinerea(remanenţa)şi dispersia în organism se obţine creşterea timpului de contact cu celulele sistemului imunitar.Cel mai folosit este adjuvantul Freund,un amestec emulgator care conţine 85% ulei de parafină sau Bayol F şi 15% emulgator(lanolină,Arlacel A sau monooleat de manoză).Sub această formă,amestecul constituie adjuvantul Freund incomplet(se administrează parenteral şi nu i.v.).Adjuvantul Freund complet conţine în plus şi o suspensie inactivată de celule de Mycobacterium tuberculosis sau de ceară D,extrasă din peretele celular al acestor bacterii(compus din glicolipide si peptidoglicolipide,cu efect adjuvant+acizi micolici esterificaţi cu trehaloză).Stimulează proliferarea celulelor imunocompetente,maturarea şi activarea acestora,ca şi sinteza de Ac.În general,adjuvanţii se utilizează pentru imunizarea animalelor. Alţi adjuvanţi: -săruri de aluminiu=compuşi ai aluminiului cu capacitate adjuvantă,care în soluţii apoase au proprietatea de a adsorbi diferite tipuri de proteine,constituind precipitate gelatinoase cu calităţi de adjuvant;de ex.:gelul de hidroxid de aluminiu,alaunul dublu de amoniu,alaunul de potasiu-prin inocularea în organism a acestor geluri,proteina antrenată la formarea lor este eliberată treptat în ţesuturi,gelul fiind astfel un depozit de antigen ce asigură remanenţa mare a antigenului în ţesuturi şi intensificarea răspunsului imun;

-siliciul(sub forma dioxidului de siliciu sau a silicatului de aluminiu hidratat numit şi bentonită):stimulează reactivitatea sistemului imunitar chiar dacă sunt administrate separat de Ag,având deci calităţi de adjuvanţi cu acţiune centrală sau imunomodulatoare;bentonita are şi calităţi de depozit de Ag).

9.Specificitatea de specie a antigenelor;antigene heterofile exemple si semnificatie.Specificitatea de specie/izotipica se refera la faptul ca membrii unei specii au Ag specifice speciei lor numite izoantigene,care lipsesc la alte specii.De exemplu,Ag-le de pe suprafata muschilor striati,a leucocitelor,a moleculelor de albumina,de Ac(Ig),se deosebesc de Ag-le existente la nivelul organelor,celulelor sau moleculelor analoage ale altor specii,deci specificitatea de specie/izotipica este comuna tuturor membrilor unei specii.Antigenele heterofile constituie o exceptie de la regula specificitatii de specie si se caracterizeaza prin faptul ca sunt exprimate la nivelul indivizilor unor specii diferite,chiar foarte indepartate filogenetic.Din punct de vedere chimic sunt in majoritate de natura polizaharidica.Exemplul tipic de Ag heterofile il constituie Ag-le Forssman,care sunt prezente la mamifere,reptile,pesti,bacterii,unele plante.Exemple de mamifere Forssman pozitive-om de grup A,cal,caine,pisica,capra,oaie,camila,soarece,cobai ;Forssman negative-om cu alta grupa sangvina,cimpanzeu,gorila,bovine,iepure.Alte Ag heterofile :Ag-ul Rh-prezent la Macaccus rhesus si pe eritrocitele umane a 85% dintre indivizi,numiti Rh pozitivi.Alte heteroantigene sunt comune unor specii de mamifere si unor bacterii :-Ag A din sistemul AB0 si polizaharidul capsular al pneumococului serotip XIV ;-Ag A din sistemul AB0 si virusul variolic ;-Ag B din sistemul AB0 si E.coli serotip O₈₆(tulpina enteropatogena) ;-Ag H(pe eritrocitele din grupul 0)si Yersinia pestis(agentul patogen al ciumei).

10.Specificitatea de grup,organ si de stadiu evolutiv a antigenelor.Specificitatea de grup/alotipica este caracteristica unor grupe de indivizi dintr-o specie.Aceste Ag se numesc aloantigene si se intalnesc la nivelul hematiilor,limfocitelor si in domeniile constante ale lanturilor din structura moleculelor de Ig.De exemplu,la nivelul eritrocitelor umane exista ~100 de D.A. diferiti care pot provoca reactii imunologice,grupati in 20 de sisteme aloantigenice(AB0,Rh,Lewis,Ii,Kell,MNSs,Duffy).Deosebirile antigenice de specie si de grup sunt cunoscute si la organismele procariote :astfel,stafilococii,salmonelele prezinta in structura lor D.A. care pot fi situati la diferite nivele ale celulei,cu specificitate de specie,prin urmare bacteriile pot fi usor diferentiate,cu ajutorul anticorpilor specifici anti-Staphylococcus sp. si anti-Salmonella sp.In cadrul aceleiasi specii exista specificitati serologice de grup(serogrupuri)sau de tip(serotipuri)care permit diferentierea tulpinilor bacteriene utilizand seruri monospecifice de grup si de tip(de ex. :serotipizarea tulpinilor de Salmonella sp.).Specificitati de grup si de tip sunt prezente si la virusuri si pot fi numeroase(la virusurile gripale)sau mai putin numeroase(virusul variolei).Serotipizarea bacteriilor si virusurilor are o mare importanta practica,pentru imunodiagnosticul bolilor infectioase,dar in special in studiile de epidemiologie.Specificitatea de organ este caracteristica unor organe/tesuturi,indiferent de specie.De exemplu,exista unele organe,cum ar fi ficatul,cristalinul,cu D.A. specifici lor,care nu sunt prezenti la nivelul altor organe ale aceluiasi organism,dar exprimati pe ficatul/cristalinul indivizilor altor specii.Specificitatea de stadiu evolutiv/de dezvoltare ontogenetica caracterizeaza majoritatea celulelor organismului,dar mai ales celulele sistemului limfoid.De ex. :limfocitele T aflate in stadii timpurii de dezvoltare ontogenetica exprima anumiti D.A.,care dispar la celulele mature,aparand alti D.A. caracteristici acestui stadiu de diferentiere.Un alt exemplu il constituie Ag-le specifice tesuturilor si lichidelor embrionare,care la maturitate dispar,reaparand in cazuri patologice,de exemplu in neoplazii,prin derepresia genelor care codifica aceste proteine,represate la nastere,fenomenul fiind numit reversie antigenica.Deci,exista si specificitati antigenice patologice,de un interes deosebit fiind Ag-le neoplazice/oncofetale :antigenul

carcinoembrionar(CEA)si alfa-fetoproteina(AFP).La indivizii sanatosi aceste Ag se gasesc in cantitati extrem de mici,de ordinul nano- si pico-gramelor.La pacientii cu anumite forme de cancer(de colon si alte localizari la nivelul tubului digestiv-CEA ;hepatom primar si metastaze hepatice-AFP)aceste Ag sunt prezente in cantitati mari atat in ser,cat si pe membranele celulelor anumitor tesuturi si organe.Ag-le oncofetale,aparute prin reversie antigenica,sunt diferite Ag-le tumorale specifice(tumor specific antigens=TSA).

11.Imunitatea dobandita;bazele stiintifice ale vaccinarii;clasificarea vaccinurilor;exemple.Imunitatea dobandita/adaptativa(inductibila,este o proprietate individuala):*natural=>activ-prin infectie-aparenta(simptomatica)-starea de boala si inaparenta(asimptomatica)-starea de purtator.-natural=>pasiv-transplacentar(IgG)sau prin secretia lactata(sIgA).*artificial=>activ-prin vaccinare;-artificial=>pasiv-prin seroterapie si prin transfer de celule imunocompetente(transplant de maduva hematogena).Imunitatea dobandita artificial activ se realizeaza prin vaccinare,procedeu care a fost acceptat inca din perioada pasteuriana ca o parte a modului nostru de viata,constituind confirmarea practica a cunostintelor fundamentale de imunologie si un exemplu de manipulare,de modulare a activitatii sistemului imunitar.Vaccinuri conventionale.Imunologia ca stiinta a debutat prin aplicatii practice,mai exact prin vaccinari sau imunizari active empirice.Incepand de la Jenner din 1798,se realiza protectia antivariolica,prin inocularea oamenilor prin scarificare,cu pulbere obtinuta din crustele de vaccina,boala infectioasa a vacilor,asemanatoare cu varioala(numita si varsatul negru),dar mult mai putin grava.Mai tarziu s-a inteles ca aceasta protectie se baza pe fenomenul de imunitate incrucisata,respectiv pe proprietatea anticorpilor anti-virus cow pox(agentul patogen al vaccinei)de a recunoaste si lega si virusul small pox(agentul patogen al variolei),datorita asemanarii lor antigenice.Boala era transmisa in serie pe om si ulterior,datorita dificultatilor,era transmisa in serie pe animale.Aceste inoculari au primit numele de vaccinare,de la termenii latinesti vacca=vaca si vaccinia=boala specifica a bovinelor.Situatia acestor doua virusuri este neobisnuita,pentru ca alti agenti patogeni nu au un echivalent natural nepatogen,ceea ce a furnizat in cazul acestor virusuri o sursa de vaccin gata facuta.Clasificarea vaccinurilor conventionale.a)Dupa modul de obtinere:=>Vaccinuri atenuate.Bazele stiintifice ale vaccinarii au fost puse de L.Pasteur,care a stabilit principiul atenuarii virulentei agentilor patogeni(atenuarea trebuie sa fie stabila si ireversibila).Ex.:vaccinul antirabic,vaccinul BCG(Bacilul Calmete-Guѐrin),antituberculos,vaccinul antirujeolic,vaccinul antioreion,vaccinul antipoliomielitic,vaccinul antivariolic.=>Vaccinuri cu agenti infectiosi neviabili.Metoda s-a folosit initial pentru virusuri,inactivate prin caldura si agenti chimici,pentru a le anula infectiozitatea.Aceste vaccinuri stimuleaza eficient sinteza de anticorpi,dar nu mai pot stimula imunitatea celulara.Ex.:vaccinul antigripal,antirabic,antipoliomielitic(vaccinul Salk),anti-HAV(virusul hepatitei A),vaccinuri antibacteriene,vaccinul TAB,antiholeric,antistafilococic,anti-E.coli.=>Anatoxinele.Toxinele isi pierd complet toxicitatea(incalzire),dar isi pastreaza imunogenitatea.Ex.:anatoxina difterica,tetanica,stafilococica.b)Dupa continutul lor,vaccinurile pot fi:->monovalente.Ex.:vaccinul antistafilococic);->bi-,tri- si polivalente.Ex.:vaccinul DiTePer,Polidinul este un polivaccin.c)Dupa provenienta agentilor patogeni folositi la prepararea vaccinurilor:-autovaccinuri.Ex.:vaccin anticolibacil,anti-stafilococic,anti-piocianic.-stock-vaccinuri.Ex.:vaccinurile antigripal,antirujeolic,DiTePer,antistafilococic.

12. Fenomenul de variatie antigenica:mecanisme si semnificatie;exemple.Variatia antigenica a agentilor infectiosi.Agentii patogeni(virusuri,microorganisme)contin numeroase Ag,fiind mozaicuri de antigene,foarte diferite ca localizare,compozitie chimica(P,GP,GL,LPS,A.N.)si imunogenitate.Variatia antigenica este un rezultat al coevolutiei gazda-parazit.Deoarece organismele gazda au dezvoltat mecanisme de aparare fata de microorganismele parazite si factorii lor de patogenitate si virulenta,acestea la randul lor au dezvoltat noi mecanisme de virulenta si strategii de evitare a raspunsului imun.Acest fenomen al variatiei antigenice reprezinta un mecanism prin care anumite specii de microorganisme patogene sintetizeaza succesiv un numar mare de variante diferite ale moleculelor sau structurilor de suprafata,pentru a scapa de apararea imuna a organismului gazda.Este asigurata astfel supravietuirea unei parti din populatia de microorganisme infectante,chiar in prezenta unui raspuns imun foarte eficient,pornind de la care se reface o populatie de microorganisme cu o structura antigenica diferita.Dupa Abraham si Beachey,variatia antigenica produsa in vivo ar fi determinata de presiunea imuna,care ar putea accelera evolutia/selectia unor noi variante antigenice.Exemple:-flagelii(Salmonella sp.)sunt structuri imunogene(antigene H)fata de care organismul gazda produce anticorpi;-capacitatea fimbriilor(E.coli)de a suferi variatii de faza;-Neisseria gonorrhoeae-gonococul,comparat datorita acestei particularitati,cu un “cameleon iscusit”;-Klebsiella pneumoniae-bacterie capsulara care determina infectii cronice,dificil de tratat;s-a incercat stimularea imunitatii,utilizand antigene capsulare K-specifice ca vaccinuri anti-adezine;-Trypanosoma sp.-membrana plasmatica a acestui parazit este acoperita de un invelis gros de glicoproteine variabile de suprafata(GVS)si impachetarea stransa a acestor molecule impiedica accesul Ac-lor la D.A. criptici.

13.Imunoglobuline;definitie si modelul general de structura:lanturi polipeptidice si fragmente.Imunoglobulinele=glicoproteine a caror sinteza este indusa de prezenta in organism a unor substante antigenice,care au functie de anticorpi si rol determinant in reactiile de imunitate umorala.Termenul de anticorp,utilizat inca de la sfarsitul secolului al XIX-lea,s-a impus prin consens international din 1905 ;prima observatie a fost legata de proprietatea serului de a neutraliza actiunea unor toxine ;apoi,s-a observat ca fractia proteica anihila actiunea unor antigene corpusculare(bacterii),iar moleculele respective au fost denumite « anti-corpi ».In 1930,Tiselius a realizat separarea proteinelor serice prin migrarea in camp electric,stabilind ca proteinele cu functie de anticorpi migreaza in fractia γ,realizare pentru care a primit premiul Nobel in 1937.Exista si γ-globuline fara functii de anticorpi,respectiv proteinele Bence-Jones.In 1970,un comitet de experti O.M.S. a decis includerea anticorpilor in categoria imunoglobulinelor,pentru ca aceste molecule au functii imunitare si sunt proteine globulare.Ac=molecule care poseda situsuri de recunoastere si combinare specifice cu Ag,legate de o structura cu functii efectoare.Anticorpii naturali sunt heterogeni,pentru ca si antigenele sunt complexe,heterogene,astfel ca dupa injectarea unui antigen se obtine un ser imun care contine anticorpi cu specificitati foarte diferite,datorita diversitatii epitopilor.Aceasta diversitate a anticorpilor a intarziat studiul structurii lor.Ig=o grupa de proteine inrudite,cu functie de Ac,care exista sub forma de molecule libere/de receptori membranari pentru Ag,prezenti pe suprafata limfocitelor B,care sunt celulele efectoare ale raspunsului imun mediat umoral,secretoare de Ac in faza lor finala de diferentiere,care poarta denumirea de plasmocit.Migreaza electroforetic in zona γ-globulinelor si mai putin in zona β-globulinelor.Modelul general de structura a imunoglobulinelor.Anticorpii constituie cele mai heterogene proteine cunoscute,dar in ciuda diversitatii lor,unitatea de structura moleculara este caracteristica,tipica.Diversitatea se manifesta mai ales la nivelul unor situsuri cu structura chimica diferita de la Ac la Ac,care determina specificitatea de reactie cu Ag care le-a determinat sinteza.Structura imunoglobulinelor a fost descifrata de catre R.Porter si G.Edelman,descoperire pentru care in 1972 au fost distinsi cu premiul Nobel.

Modelul general de structura al monomerilor de Ig a fost descifrat pe IgG,care reprezinta ~80% din cantitatea totala de Ig.Autorii au scindat prin proteoliza enzimatica limitata moleculele de Ig in fragmente si lanturi,care au fost studiate biochimic si functional.De ex. :prin hidroliza enzimatica cu papaina s-au obtinut 3 fragmente :a)IgG-->papaina-->2 fragmente Fab(fragment antigen binding)+1 fragment Fc(fragment crystalisable/cytotropic/complement binding) ;care cristalizeaza prin pastrare la 4⁰C.Fab-g.m.45kDa ;situat la capatul NH₂ terminal al lanturilor polipeptidice ;leaga Ag,dar nu formeaza aglutinate si precipitate vizibile;monovalent.Fc-g.m.=50kDa ;situat la capatul COOH terminal al lanturilor polipeptidice;leaga complementul ;se poate lega citofil la receptorii pentru Fc de pe membrana unor celule.Sub actiunea pepsinei se obtine un singur fragment.b)IgG-->pepsina-->F(ab’)₂-g.m.=100kDa(fara Fc).Fragment bivalent,care leaga Ag si participa in calitate de Ac complet la reactiile de aglutinare si precipitare.c)IgG—>reducerea–S-S+alchilare--->4 lanturi polipeptidice :2 lanturi –H(heavy)cu g.m.=50kDa+2 lanturi –L(light)cu g.m.=25kDa.-nici unul dintre lanturi nu poate lega singur Ag,fiind necesara legarea lor 2 cate 2(L+H) ;-cele 4 lanturi sunt unite intre ele prin punti disulfurice –S-S-,formate la nivelul resturilor de cisteina ;intra- si intercatenare ;-lanturile L sunt comune pentru toate clasele de Ig ;dpdv antigenic sunt insa de tip k/γ ;-in moleculele de Ig ambele lanturi L sunt de acelasi tip ;65%dintre moleculele de Ig umane contin lanturi Lk ;la soarece-95%-Lk.Lanturile H se deosebesc prin proprietatile antigenice,conferind caracterul de « clasa » al Ig-lor:clasa IgG(lant γ),clasa IgM(lant μ),clasa IgA(lant α),clasa IgD(lant δ),clasa IgE(lant ε).Analiza structurala si chimica a lanturilor moleculelor de Ig s-a realizat folosind populatii moleculare omogene,de la bolnavi cu mielom multiplu(plasmocitom)-stare patologica caracterizata printr-o sinteza crescuta de molecule de Ig normale-usor de purificat si analizat(~95%).In alte stari patologice se sintetizeaza in exces molecule patologice de Ig ;de ex. :in mielomul micromolecular sinteza de lanturi L in exces,conduce la dimerizarea si eliminarea lor prin urina(proteine Bence-Jones) ;in boala lanturilor grale lipsesc AA care formeaza domeniul CH1.Analiza cristalografica in raze X a Ig-lor a relevat faptul ca lanturile polipeptidice nu sunt secvente lineare,ci pliate,formand regiuni globulare compacte numite domenii,spatial distincte,cu o structura tridimensionala foarte asemanatoare.Lanturile L contin 214 AA,au o g.m.=25kDa,se compun dintr-o regiune variabila VL si o regiune constanta CL,fiecare de 107 resturi de AA.Intotdeauna se ataseaza Vk+Ck si Vλ+Cλ.-regiunea Vk prezinta importante variatii antigenice :grupele Vk I,Vk II,Vk III ;-regiunea Ck este codificata de 2 gene care determina 2 izotipuri :KA si KB ;-regiunea Cλ este codificata de 3 gene si prezinta 3 secvente care determina aparitia izotipurilor Cλ I,Cλ II,Cλ III,care se datoreaza permutarii Lys-Arg din pozitia 190(factorul Oz)si Gly-Ser din pozitia 154(factorul Kern).-Cλ I sunt K-,O-,Ser,Arg ; Cλ II sunt K-,O+,Ser,Lys ; Cλ III sunt K+,O-,Gly,Arg.Lanturile H contin 450-600 AA ;regiunea CH are 3-4 domenii alcatuite din 100-110 AA :CH1,CH2,CH3,(CH4).Ig din clasele G,A,D au 3 domenii C,iar clasele M si E au 4 domenii C.Domeniile se pot nota si astfel Cγ1,Cγ2,Cγ3-pentru IgG.Lanturile L si H sunt legate prin legaturi disulfidice intercatenare ;exista si legaturi –S-S- intracatenare :pe lantul L sunt 2 legaturi,una in regiunea V si una in regiunea C ;aceste legaturi realizeaza bucle/domenii care contin 60-70 AA ;pe lanturile H sunt mai multe legaturi disulfidice(de ex. :pe lantul γ determina aparitia a 4 domenii).

14.Modelul general de structura al Ig-lor:organizarea pe domenii.La bifurcatia moleculei in Y se afla regiunea « balama »,compusa din 15 AA si 2 legaturi –S-S-,care asigura legatura intre cele 2 perechi de lanturi si simetria moleculei.Regiunea este sensibila la actiunea enzimelor,datorita resturilor de prolina,care impiedica formarea structurii α-helicoidale. Este regiunea care uneste Fab si Fc,rezultand un complex molecular unic.Regiunea balama este formata dintr-un octapeptid ciclic,rigid,care actioneaza ca un pivot al partii flexibile a regiunii,enzimele proteolitic(papaina,tripsina)clivand molecula de Ig inaintea pivotului.IgA este mai putin sensibila la atacul enzimatic,datorita bogatiei de HC din vecinatate.La clasele IgM si IgE acesta regiunea lipseste,fiind prezent un domeniu suplimentar,care este considerat precursorul sau evolutiv.Regiunea « balama »are un rol important si in flexibilitatea si functionalitatea moleculei,in sensul ca permite fragmentelor Fab orientarea in spatiu,rotirea,desfacerea,apropierea bratelor in functie de spatierea epitopilor,asigurand eficienta de legare a acestora.Prin regiunea « balama »,se transmit din fragmentele Fab(de la situsurile combinative),in fragmentul Fc efectele complexarii moleculei de Ig cu Ag,avand deci un rol de transductor de semnale informationale.In absenta acestei regiuni,moleculele de Ig isi pierd functia,astfel ca prin legarea directa a Fab de CH₂ rezulta molecule rigide in forma literei T,cu functii alterate(aceste molecule sunt incapabile sa lege C1q,sa interactioneze cu receptorii Fc de pe membrana leucocitelor PMNN,a limfocitelor B,au o slaba afinitate pentru cei de pe membrana macrofagelor,au o capacitate redusa de legare de sincitiotrofoblastii placentari,dar isi pastreaza capacitatea de legare a proteinei A stafilococice –SpA).Situsurile combinative ale anticorpilor(S.C.)sau paratopii sunt situati la extremitatile NH₂-terminale ale fragmentelor Fab.Reprezinta locul prin care molecula de Ig recunoaste si leaga specific Ag.Paratopul este alcatuit din regiunile variabile VH+VL,fiind diferit ca forma,dimensiuni.O molecula de IgG(monomer)are doua situsuri combinative(paratopi),fiecare cu o suprafata de ~100nm²,in timp ce intreaga molecula are ~7000nm²,deci reprezinta 1/70 din aceasta.Situsul combinativ contine 3 regiuni hipervariabile,noate CDR(regiuni determinante de complementaritate),care sunt inserate intre 4 segmente notate Fr(frame work=regiuni cadru),conservate in cursul evolutiei.In aceste zone este prezent glicocolul,care contribuie la invariabilitatea lor.Prin plierea lanturilor H si L,zonele hipervariabile de pe lantul H se apropie de cele de pe lantul L,astfel incat formeaza o unitate functionala,respectiv situsul combinativ /paratopul.Prin cercetari de radiocristalografie s-a demonstrat ca suportul molecular al reactiei Ag-Ac este reprezentat de interactia dintre D.A.,cu anumiti aminoacizi din regiunile hipervariabile ale moleculei de Ig.Ceilalti aminoacizi apartin domeniilor variabile,deci nu sunt implicati direct in legarea antigenului,indeplinesc un rol foarte important,functionand ca un schelet pentru plierea catenelor regiunilor variabile si pentru pastrarea integritatii S.C.Secventa aminoacizilor in CDR este variabila,numarul specificitatilor rezultate fiind destul de mare pentru a corespunde tuturor epitopilor existenti in natura.Fragmentul Fc este alcatuit din domeniile constante CH₂ si CH₃ ale lanturilor H,unite prin punti disulfidice(un domeniu suplimentar CH₄ este prezent la IgM si IgE).La un pH acid(2,5)regiunea dintre domeniile CH₂ si CH₃ devine sensibila la clivajul enzimatic,iar la pH neutru devine rezistenta.Daca prin hidroliza enzimatica cu papaina a moleculei de IgG se obtin 2 fragmente Fab si un fragment Fc,prin actiunea prelungita a acestei enzime,pe langa fragmentele Fab se obtine si un fragment Fc’ sau pFc(pepsic).Asa s-a demonstrat ca domeniul CH₂ leaga complementul si este responsabil de rata catabolismului intregii molecule.Moleculele de Ig reprezinta sediul unei dualitati functionale :fragmentele Fab leaga specific antigenul,datorita variabilitatii lor,pe cand fragmentele Fc,caracterizate prin constanta,confera moleculelor de Ig posibilitatea de a prezenta antigenele fixate de Fab,sistemelor celulare si umorale de distrugere si eliminare.

15.Heterogenitatea izotipica a Ig-lor(definitie);clasa Ig G-proprietati structurale si functionale.Specificitatea/heterogenitatea izotipica a imunoglobulinelor reprezinta caracterul antigenic al moleculelor de Ig caracteristic tuturor indivizilor unei specii.Pe baza acestei specificitati,in cadrul

aceleiasi specii sunt mai multe clase si subclase de molecule de Ig,care difera prin proprietatile lor antigenice si functionale.La mamifere se cunosc 5 clase de Ig,unele diferentiindu-se in subclase.De ex.:clasa IgG are 4 subclase,lanturile H ale acestora fiind notate cu γ₁-γ₄.IgA si IgM au cate 2 subclase.La variantele antigenice izotipice contribuie si frecventa raspandirii lanturilor usoare k si λ.Diferentele antigenice ale lanturilor H sunt semnificative,gradul de omologie fiind de 40%.Acesti D.A. localizati in domeniile constante sunt comuni indivizilor unei specii si se manifesta ca antigene dupa inocularea intr-un organism apartinand altei specii.Clasele si subclasele de Ig au proprietati structurale,antigenice,dar si functionale diferite:Clasa Ig G-Ig-le din aceasta clasa constituie tipul reprezentativ de Ig,fiind cel mai bine cunoscute Ig;reprezinta 70-75% din totalul Ig-lor serice,astfel ca sunt usor de obtinut in stare pura,de studiat biochimic si functional.Formula moleculara:γ₂k₂ sau γ₂λ₂.Constanta de sedimentare este de 7S, g.m.=150kDa,concentratia serica variind intre 800-2000mg%.Moleculele de IgG sunt termorezistente,nefiind denaturate la 75⁰C,timp de 30 min;au un mic procent de glucide(2-3%),un timp de injumatatire(T ½)lung,de 21-23 zile(mai redus la IgG₃).O concentratie mare de IgG este prezenta in infectiile cronice.Moleculele de IgG reprezinta anticorpii raspunsului imun secundar,fiind sintetizati dupa stimularea antigenica secundara sau in cursul raspunsului primar,dupa comutarea clasei.Sunt anticorpii tipic precipitanti,fiind principalii Ac cu rol in neutralizarea toxinelor bacteriene si a virusurilor(reactia de seroneutralizare).Mediaza citotoxicitatea anticorpo-dependenta,ca si fagocitoza opsonica(imuna),dupa interactiunea cu receptorii Fc de pe suprafata fagocitelor.IgG leaga C1q si activeaza sistemul complement pe calea clasica(cu exceptia subclasei IgG₄),leaga proteina A stafilococica(SpA),reactioneaza cu factorii reumatoizi-FR(autoanticorpi IgM/IgG,anti-IgG proprii,modificate conformational,datorita unui defect de glicozilare,care se produce in cursul infectiilor streptococice cronice si al complicatiilor acestora).De asemenea,se fixeaza de celule si tesuturi cu receptori Fc,inclusiv de sincitiotrofoblastii placentari,fiind singurii Ac care pot traversa placenta,asigurand imunitatea dobandita pasiv a nou-nascutului.Nivelul seric al IgG la nou-nascut este de 110% fata de cel matern,IgG fiind pompate activ in organismul fetal.Ac materni persista pana la varsta de 3-6 luni,sinteza proprie de IgG incepe la 3 luni,iar nivelul normal este atins la 3-6 ani.Filogenetic,IgG au aparut la pestii dipnoi.In cadrul acestei clase exista 4 subclase,prezente la toti indivizii(este izotip).Dozarea cantitativa a acestora in ser a putut fi realizata numai dupa punerea la punct a metodologiei de investigare care utilizeaza anticorpi monoclonali,de ex:prin tehnici imunoenzimatice(ELISA).Subclasele IgG se deosebesc prin secventa aminoacizilor,numarul de legaturi disulfidice(un numar neobisnuit de mare este prezent la IgG₃,care are rata de sinteza cea mai scazuta si rata catabolica cea mai crescuta),modul de formare a legaturilor H-L,dar si prin proprietatile biologice.

16.Clasa Ig M:structura si functii.Moleculele de IgM au cea mai mare greutate moleculara-950 kDa,19S.Reprezinta 3-10% din cantitatea totala de Ig(concentratie serica cuprinsa intre 60-280 mg%).Lantul μ are 576 de aminoacizi si 5 domenii,dintre care 4 constante.IgM constituie anticorpii raspunsului imun primar,care apar dupa primul contact cu Ag.Anticorpii IgM au T ½ =10 zile,sunt termorezistenti si au un continut de 12% glucide.Structural,sunt molecule pentamerice,libere in circulatie sau molecule monomere fixate pe membrana limfocitelor B.Pentamerul este alcatuit din 5 unitati identice,legate intre ele prin legaturi disulfidice si prezinta 10 situsuri identice de combinare cu Ag,dintre care sunt active 5,maximum 6,datorita unui efect de mascare sterica.IgM pentamera are in structura sa si un alt component,esential pentru polimerizare,un lant care reuneste monomerii la nivelul domeniului CH₄,motiv pentru care a fost numit lantul J(joining chain=lant de unire),deci formula moleculara este (μ₂L₂)₅-J.Ansamblul are o mare flexibilitate,molecula avand forma de « stea » sau « paianjen »,cu diametrul de 30 nm,forma ce se modifica in functie de relatia cu Ag.Datorita volumului mare al moleculei,este numita si β₂-

macroglobulina si prezenta mai ales in sistemul circulator si in mica masura in tesuturi(in lichidul interstitial).Moleculele de IgM au o mare capacitate de aglutinare,fiind Ac tipic aglutinanti(capacitate de 1000x mai mare decat IgG),de precipitare si mai ales de activare a sistemului complement pe calea clasica(de 100x mai mare decat IgG).Pentru legarea componentului C1q si activarea C pe calea clasica,ce conduce la citoliza,conditia obligatorie este ca 2 molecule de Ig foarte apropiate sa lege acest complement,concomitent,la nivelul fragmentelor Fc.IgM fiind o molecula pentamera,este suficienta o singura molecula pentru activarea C,deoarece conditia obligatorie se realizeaza de la sine,respectiv legarea C1q de 2 fragmente Fc.La IgM situsul de activare a C este situat la nivelul domeniilor CH₃-CH₄ si devine accesibil(ca si in cazul moleculelor de IgG)in urma modificarii conformatiei sterice,dupa interactiunea cu Ag,lantul J nefiind implicat in acest proces.Au rol in apararea fata de antigene cu D.A. repetitivi,fata de Ag complexe,activand citoliza celulelor straine mediata de complement,mecanism de aparare activ in bacteriemii.In dezvoltarea ontogenetica,primii Ac sintetizati apartin acestei clase.In serul nou-nascutului Ig-le dominante sunt deci IgM.Chiar si la acesta varsta,un nivel crescut de IgM sugereaza existenta unor infectii cu virusurile rubeolic sau citomegalic,cu bacteriile Treponema pallidum,Listeria monocytogenes sau protozoarul Taxoplasma gondii,agenti infectiosi care se pot transmite transplacentar.Atinge nivelul seric normal la varsta de 1 an.Filogenetic,forma mononera a aparut la vertebratele inferioare,iar forma polimerica,cu lantul J-la rechini. 17.Clasa Ig A:structura si functii.Unitatea de baza este monomerul cu formula α₂k₂ sau α₂λ₂.Se prezinta si in forma dimerizata.Monomerul are 7S,g.m.=160 kDa si o structura asemanatoare cu cea a IgG.Dimerul se formeaza cu ajutorul unui lant de unire J.IgA sunt prezente atat in ser,cat si in secretii.Clasa IgA este mai bogata in hidrati de carbon comparativ cu IgG,legati in special de regiunea « balama »(7-11%).Anticorpii IgA au T ½ =6 zile si sunt termorezistenti.Exista 2 subclase de IgA :IgA₁ si IgA₂.Subclasa IgA₁ este prezenta in proportie de 90% in ser(80% fiind monomera).Subclasa IgA₂ are o structura originala,lanturile L fiind legate intre ele prin legaturi covalente,iar de lanturile H prin interactiuni necovalente(astfel,lanturile L pot fi disociate de lanturile H in prezenta ureei sau guanidinei,fara a fi necesara prezenta agentilor reducatori).Este predominanta in secretii.Ig A serica are o concentratie relativ mare(90-450 mg%),reprezentand cca 15-20% din totalul Ig-lor aflate in circulatie.Desi in cantitate mare in ser,IgA serice au o activitate slaba de Ac.Nivelul seric normal este atins la varsta de 14 ani.Ig A secretorie.Un sistem imun secretor a fost pentru prima data observat de catre Besredka in 1919,reprezentat de « coproanticorpi » ;in 1965,Tomasi si colab. au dovedit ca secretiile externe contin o Ig unica,numita apoi IgA secretorie(sIgA),denumire considerata improprie stricto sensu.sIgA este forma prezenta in secretii predominand ca dimer,cu constanta de sedimentare 11S si g.m.=400 kDa.Sunt prezenti si polimeri(n=3,4,5)ca si monomeri in cantitate foarte redusa.Este secretata de plasmocitele din foliculii limfoizi prezenti in chorionul mucoaselor(stratul profund al acestora fiind vascularizat).In afara de lantul J,dimerul mai contine o glicoproteina suplimentara denumita « piesa secretoare »/piesa S/CS,care nu are nici o relatie structurala sau genetica cu moleculele de IgA,fiind sintetizata de catre celulele epiteliale si nu de catre plasmocite.Formula moleculara a dimerilor este urmatoarea :(α₂L₂)₂.CS serveste ca ligand al dimerilor IgA pe suprafata celulelor epiteliale,in momentul traversarii acestora.CS confera moleculelor si rezistenta sporita la actiunea enzimelor proteolitice prezente in secretii(in plus si regiunea « balama » este mai rezistenta la proteoliza,fiind mai scurta).Functiile Ig A.Moleculele de IgA serice nu activeaza complementul pe calea clasica,nu favorizeaza fagocitoza opsonica,nu aglutineaza,nu precipita Ag-le.Rolul lor este de a indeparta Ag-le provenite din alimente sau Ag solubile ale bacteriilor din microbiota normala patrunse in circulatie,care astfel vor fi eliminate rapid,impiedicand accesul acestora la celulele sistemului imunitar si devierea raspunsului imun de la

functia sa normala de indepartare a non-self-ului.In alte lichide biologice ale corpului,cum ar fi LCR,lichidul pleural,amniotic,sinovial,ca si in ser-predomina IgG,raportul IgG :IgA serica,fiind de 5 :1.Moleculele de IgA secretorie sunt prezente in toate tipurile de secretii(nazala,bronsica,suc gastric,intestinal,secretie biliara pancreatica,vaginala,lichidul prostatic,lacrimal,in saliva,lapte si colostru),dar in concentratii diferite.Copilul la nastere are un nivel seric redus de IgA,dar primeste sIgA de la mama,sinteza proprie incepand dupa 30 zile de la nastere.De aceea,copiii alimentati natural sunt mai putin receptivi la infectii intestinale si respiratorii,comparativ cu cei alimentati artificial.Moleculele de sIgA au un rol important in apararea locala antivirala si antibacteriana,determinand imobilizarea si agregarea agentilor infectiosi.S-a demonstrat ca nivelurile crescute de sIgA cu specificitate fata de microorganismele cariogene(Streptococcus sobrinus)au un rol important in generarea rezistentei la carii.Se pare ca sIgA regleaza cantitativ si calitativ(componenta in specii)microbiota normala a mucoaselor.In caz de mieloame de tip IgA predomina forma polimerica de IgA.Filogenetic,IgA este prezenta pentru prima data la pasari.

18.Clasa Ig D si Ig E:structura si functii.Clasa Ig D a fost descoperita in anul 1965 in serul unui bolnav cu mielom de tip IgD,nivelul fiziologic in ser fiind foarte scazut(cca 40 mg/l),ceea ce reprezinta ~0,2-1% din cantitatea totala de Ig.Are o g.m.=185 kDa, 7S si formula moleculara :δ₂k₂ sau δ₂λ₂.Lantul δ are 3 domenii constante si o regiune « balama » foarte lunga(65 aminoacizi),responsabila de marea sensibilitate a anticorpilor din aceasta clasa la proteoliza enzimatica si temperatura(la 56⁰C,timp de 30 min).Lanturile δ sunt puternic glicozilate(9-14% hidrati de carbon).Catabolismul acestor molecule este exterm de rapid,T ½ =3 zile.IgD exista in organism sub doua forme,si anume ca molecule solubile,circulante in plasma si ca receptor pentru Ag pe membrana limfocitelor B.Aceste molecule au un fragment hidrofob la extremitatea carboxiterminala,prin care molecula se fixeaza la membrana LB,datorita caruia au si o g.m. mai mare decat a moleculelor libere.Rolul lor biologic,in special al moleculelor serice,este de importanta minora.Astfel,IgD nu fixeaza si nu activeaza C,nu traverseaza placenta,nu provoaca degranularea bazofilelor si a mastocitelor,nu se fixeaza citofil pe monocite sau limfocite.Se pare ca moleculele IgD ar avea un rol important numai la nivel celular,ca receptor pentru Ag pe membrana LB,in asociere cu IgMm monomere,cu aceeasi specificitate.Se pare ca intervin si in diferentierea limfocitelor B ca si in instalarea memoriei imunologice.Clasa Ig E a fost descoperita in anul 1966.Notatia E,deriva de la tipul de lant greu –ε,dar si de la « eritem »(roseata),pentru ca reprezinta asa-numitele molecule de Ac reaginici/Ac sensibilizanti ai pielii(citotropi).Formula moleculara este ε₂k₂ sau ε₂λ₂,g.m.=190 kDa,8S,T ½ =2 zile si sunt molecule termosensibile(sunt denaturate la 56⁰C,timp de 30 min).Prin incalzire,IgE isi pierde capacitatea reaginica,nu insa si functia de Ac,de recunoastere specifica a Ag-lor.Lanturile ε au 5 domenii(g.m.=75 kDa)si contin un procent mare de hidrati de carbon(12%).Concentratia serica este rudesa,de ~250 ng/ml(0,004% din totalul Ig-lor),dar crescuta in colostru(sute de ng),scazand apoi in laptele matern,ramanand la valori crescute numai la mamele cu alergii.Nu se transmit transplacentar,dar copilul o primeste prin colostru,desi sinteza proprie incepe inca din perioada intrauterina.Nivelul seric normal este atins la 14 ani.IgE nu activeaza C,dar se leaga citofil de receptorii Fcε de pe membrana mastocitelor(bazofile tisulare,prezente si la nivelul mucoaselor si a tesutului conjunctiv),inducand degranularea acestora si eliberarea de amine vasoactive.La indivizii normali se pot fixa pe suprafata mastocitelor cca 10.000-40.000 molecule de IgE,cifra care la bolnavii atopici(alergici),ajunge pana la valoarea de 500.000.IgE are un rol important si in cursul inflamatiei.Ca si celelalte molecule de Ig,moleculele de IgE sunt secretate de catre plasmocite,aflate sub controlul limfocitelor Th si Ts,actiunea acestui ultim tip celular tinzand sa limiteze durata si intensitatea raspunsului imun in general,inclusiv prin IgE.Factorii genetici sunt fundamentali in determinarea nivelului seric al acestei Ig.

19.Heterogenitatea alotipica a Ig-lor:definitie,determinism genetic,aplicatii practice.Defineste caracterul antigenic specific unor grupuri de indivizi din cadrul unei specii.Se datoreaza unor modificari minore in secventa aminoacizilor de la nivelul regiunilor constante ale lanturilor H/L.La inocularea acestor molecule modificate in organismul altor indivizi apartinand aceleiasi specii,sunt recunoscute ca straine,genereaza un raspuns imun in Ac si sunt eliminate ca oricare alt Ag.Alotipia este expresia unui fenomen de polimorfism/polialelie in structura genelor care codifica regiunile constante ale lanturilor H si L.Exemple de markeri alotipici/genetici ai Ig-lor:-Gm(gamma marker)de la nivelul lanturilor γ(la subclasele IgG₁,₂,₃);-IsF(Ig San Francisco)localizat pe fragmentul Fc al moleculelor de IgG₁;-Km(kappa marker)pe lanturile Lk;-Am(alfa marker)de pe Cα2 ale subclasei IgA₂;au fost descrisi 2 markeri A₂m₁ si A₂m₂,primul de tip caucazian si al doilea mongoloid.Fiind expresia unui polimorfism genetic,supus legilor medeliene de segregare a caracterelor,alotipia va fi transmisa la descendenti,generand un caracter particular,propriu unui grup de indivizi inruditi.Determinantii genetici alotipici pot fi prezenti pe toate/pe jumatate din moleculele subclasei de Ig,dupa cum individul este homozigot/heterozigot pentru caracterul respectiv,determinat de gene alele codominante.Aplicatii practice ale alotipiei.Detectarea particularitatilor alotipice ale Ig-lor si-a gasit numeroase aplicatii:-in studiul sintezei in vivo a Ig-lor si al evolutiei Ig-lor;-in aprecierea reusitei grefelor de maduva hematogena;-in stabilirea paternitatii(cand alte metode se dovedesc nerelevante);-in studii de antropologie si de genetica populatiilor.

20.Heterogenitatea idiotipica a Ig-lor:definitie,localizare,semnificatie teoretica si practica.Se refera la caracterul antigenic particular pe care il capata molecula de Ac care apartine unui individ imunizat cu un anumit D.A.Aceasta specificitate este expresia modificarilor sterice de la nivelul situsului combinativ,induse de catre un anumit Ag.Astfel,aceasta specificitate este localizata la nivelul regiunilor variabile(VH si VL)ale moleculei de Ig,care coopereaza functional pentru a forma paratopii.De ex.:daca un individ este imunizat cu un epitop oarecare(X),moleculele de Ig anti-X vor avea un paratop cu o conformatie complementara epitopului X,conformatie care la randul sau este recunoscuta ca non-proprie de catre o alta clona de limfocite ale aceluiasi organism,care va sintetiza Ac pentru a o elimina.Conformatia sterica a paratopului complementara unui anumit epitop poarta numele de specificitate idiotipica,fiind localizata exclusiv la nivelul domeniilor variabile.Acest tip de specificitate a fost demonstrat(Oudin,1974)prin urmatorul experiment:Ac anti-Salmonella typhi,produsi pe iepure,au fost injectati unui alt iepure cu acelasi alotip ca si donatorul care produce Ac ce reactioneaza specific cu Ac sintetizati de primul animal.-dupa inocularea unei suspensii de Salmonella typhi la iepure:Ser1->Ac1 anti-Salm.typhi(ser aglutinant)Ser2->Ac2—anti-Ac1Ser1(Ag)+Ser2(Ac)=>reactie de imunoprecipitareAceasta reactie demonstreaza ca datorita unicitatii lor structurale,Ac se pot comporta ei insisi ca Ag.Ulterior,s-a demonstrat ca specificitatea idiotipica este legata mai ales de regiunile hipervariabile ale lanturilor H si L,datorita existentei la nivelul acestora a unor D.A. particulari,numiti idiotipi.Totalitatea idiotipilor din structura unei molecule de Ig formeaza idiotipul sau,raportul dintre idiotip si idiotopi,fiind acelasi ca cel dintre Ag si epitopi.Idiotopii sunt localizati in cavitatea paratopului,dar si in exteriorul acestuia,deci la nivelul regiunilor cadru(fiind notati β si α).Anticorpii a caror sinteza este indusa sub actiunea idiotopilor si capabili sa se combine specific cu acestia,poarta denumirea de Ac anti-idiotipici.

Teoria retelei idiotipice a sistemului imunitar,formulata de catre N.K.Jerne(1974)pentru care a primit premiul Nobel pentru medicina(1984),s-a bazat pe ideea ca intr-un organism animal,fiecare molecula de Ac este recunoscuta de situsurile combinative de pe alte molecule de Ac.Semnificatia teoretica:conform teoriei retelei idiotipice,nici un epitop din mediul extern nu este realmente strain,deoarece toti epitopii capabili sa induca un raspuns imun sunt reprezentati in sistem,prin imaginea lor interna,inainte de stimularea antigenica.Concluzia care decurge de aici:anumiti idiotopi reprezinta imaginea interna a unor compusi self,deci a unor autoantigene;aceasta ipoteza a fost validata de observatii experimentale privind anumite perturbari ale retelei care pot sta la baza producerii unor boli autoimune.Existenta acestei retele se pare ca ar avea un rol important si in memoria imunologica.Aplicatii practice:a)Vaccinurile anti-idiotipice cu Ac2,ca surogat de Ag,recomandabile in cazurile cand Ag este dificil de obtinut sau nu poate fi utilizat din diferite motive;b)Aplicatii in terapia oncologica.De ex:in cazuri de limfoame,toate limfocitele exprima acelasi tip de receptori cu Ig(cu D.A. specifici=idiotopi),astfel ca un anti-idiotop ar putea elimina celulele limfocitare maligne(aplicatie aflata in faza experimentala);c)Aplicatii in terapia pre- si post-transplant,pentru suprimarea raspunsului fata de Ag histoincompatibile;d)Aplicatii in cercetare,in detectarea receptorilor de virus.

21.Superfamilia Ig-lor;receptorul T-celular(TCR)-structura si functie.O alta clasa de molecule de recunoastere este receptorul T-celular(TcR=T cell receptor),descris ca un heterodimer α-β alcatuit din 2 lanturi polipeptidice,care prezinta la capatul COOH-terminal o regiune transmembrana de 23 AA si o coada citoplasmatica de 4 AA,iar la capetele NH₂-terminale domenii variabile,diversificate clonal.Este exprimat pe celulele CD4⁺ si CD8⁺.Exista si un receptor de tip γ-δ exprimat pe unele celule CD8⁺,cu domenii variabile mai putin diverse.Acest tip de receptor este prezent la nivelul limfocitelor asociate cu mucoasa intestinala si se pare ca este implicat in recunoasterea si apararea fata de agentii patogeni ajunsi la acest nivel,aceasta mucoasa avand o suprafata de ~300 m² si fiind un teritoriu foarte infectat.Toti receptorii TcR specifici sunt asociati pe suprafata limfocitelor care ii exprima,cu o molecula marker CD3=T3,molecula exprimata pe suprafata tuturor limfocitelor T umane mature.Acest marker este alcatuit din mai multe subunitati si se considera ca functioneaza in semnalarea transmembranara a intalnirii cu Ag,in citoplasma si nucleu.TcR are o structura si o origine evolutiva comuna cu Ig-Ac,ca si un mecanism genetic similar de generare a diversitatii lor de recunoastere.Modul de recunoastere de catre receptorii prezenti pe membrana LT a substantelor non-self este diferit de recunoasterea realizata de catre receptorii imunoglobulinici ai LB si Ac liberi,in sensul ca LT nu recunosc Ag libere,ci numai daca acestea sunt prezentate pe membrana celulelor prezentatoare de Ag(CPA)in asociere cu markeri celulari de self,respectiv cu molecule codificate de CMH,ale caror structuri si functii vor fi prezentate la cap.S-a demonstrat ca RTC leaga cu afinitate mica peptidele asociate cu CMH,ceea ce sugereaza ca stabilirea contactului CPA-LT este asigurata de interactiuni suplimentare.

22.Tehnologia de obtinere a Ac-lor monoclonali si aplicatiile practice ale acestora.Anticorpii monoclonali(AMC)sunt Ig omogene,normale,artificiale.Pot fi considerati o varianta in vitro a proteinelor de mielom,pentru ca sunt produsi de catre o clona de limfocite care prolifereaza si secreta Ac cu o anumita specificitate.Tehnologia de obtinere a fost imaginata de catre Köhler si Milstein,in 1975.Metoda consta in fuzionarea limfocitelor B splenice de la soarece(dupa imunizarea acestuia cu un Ag)cu celule neoplazice,in prezenta unor agenti fuziogeni(virusul Sendai,PEG).Rezulta celule hibride,in care limfocitele aduc proprietatea lor secretoare de Ac,ca si enzima HG-PRT,necesara metabolizarii hipoxantinei(implicata in sinteza nucleotidelor),iar celulele neoplazice aduc capacitatea lor de proliferare intensa si mentinere indefinita in vitro.Dupa fuzionarea celor doua tipuri de celule(1 :1000),se adauga mediul HAT(hipoxantina,aminopterina si timidina),care va omora celulele mielomatoase

nefuzionate,care nu pot utiliza hipoxantina(in lipsa HG-PRT).Celulele normale nefuzionate mor in cursul pasajelor urmatoare,ramanand viabile doar celulele fuzionate,hibride,care au mostenit atat capacitatea de proliferare indefinita in vitro,cat si pe cea de metabolizare a hipoxantinei.Acestea sunt dispersate in placi cu godeuri,distribuindu-se in fiecare godeu cate o celula,din a caror proliferare rezulta clone/populatii celulare omogene numite si hibridoame celulare.Se determina natura anticorpilor sintetizati si eliberati in mediu de catre diferitele clone si se selecteaza cele de interes,care produc Ac cu anumite specificitati si care se vor mentine in continuare in vitro.Se inoculeaza i.p. la soarece,unde celulele hibride prolifereaza si sintetizeaza Ac cu aceeasi specificitate,deoarece sunt produsi de o singura clona,adica de o populatie de limfocite derivate dintr-o singura celula,de unde si denumirea de Ac monoclonali(AMC).Soarecii la care se inoculeaza clona de celule hibride,trebuie sa fie consangvini,adica sa apartina aceleiasi linii genetice cu cei de la care provin celulele fuzionate(altfel,celulele vor fi respinse).Metoda are un randament mare.Aplicatii practice ale AMC.Anticorpii monoclonali s-au dovedit utili in numeroase domenii ale stiintelor biomedicale(cercetare,imunodiagnostic,serotipizare),ca si ale biotehnologiei(metode de purificare a proteinelor) :a)In studiul moleculelor de suprafata sau markerilor membranari ai diferitelor tipuri de celule,proteinele membranare fiind greu de studiat pentru ca sunt prezente in cantitati mici,deci dificil de purificat si adesea lipsite de activitate biologica cuantificabila.AMC au devenit adevarati reactivi standard pentru detectarea unor structuri mai putin accesibile prin metode biochimice/imunologice clasice(imunofluorescenta,citometrie in flux).b)Utilizarea ca reactivi de diagnostic in vitro pentru diagnosticul virozelor si al unor infectii bacteriene,fungice si parazitare,al socului endotoxic(determinat de infectii sistemice cu bacterii Gram negative),al sarcinii si al unor anomalii genetice fetale,al infarctului de miocard,pentru testarea compatibilitatii grefelor,in endocrinologie.Tehnici :imunofluorescenta(IF),tehnici imunoenzimatice(ELISA),radioimunodozare(RIA),imunoblotting,in diferite variante calitative(de triere sau screening)si cantitative.c)Utilizarea in seroterapia unor afectiuni neoplazice,infectii si intoxicatii,cum ar fi :limfomul Burkitt,rabie,tetanos,intoxicatii cu medicamente,droguri,antibiotice,in tratarea infectiilor cu tulpini de Pseudomona aeruginosa plurirezistente la antibiotice.d)Utilizarea in cercetarea medicala,pentru detectarea polipeptidelor oncogene,localizarea D.A.,a receptorilor de virus,a unor factori de virulenta bacterieni(adezine,invazine,toxine).e)Utilizarea in terapia oncologica a unor conjugate intre agentii terapeutici(care induc apoptoza)si AMC,cu rol de ghidare a medicamentelor spre celulele tinta tumorale,evitand afectarea celulelor normale.f)Imunotoxine(AMC+ricina sau toxina difterica)si conjugate intre citostatice de tipul methotrexatului cu g.m. mica si AMC.

23.Functia de specificitate a moleculelor de imunoglobuline.(PAGINA 89)Functia de specificitate consta in capacitatea moleculelor de Ig de a recunoaste si de a se combina cu epitopul complementar din structura Ag-lui,fiind deci localizata la nivelul situsului combinativ al Ac-lui sau al paratopului(rezultat din cooperarea regiunilor hipervariabile ale lanturilor H si L).Acest situs este o cavitate moleculara care prezinta substructuri concretizate in ridicaturi si adancituri.Configuratia spatiala interna a cavitatii este rezultatul secventei de AA din regiunile

24.Functiile biologice efectoare ale Ig-lor.

25.Bazele moleculare ale reactiilor Ag-Ac si particularitatile acestora.Reacţia Ag-Ac depinde de interacţiunea necovalentă dintre paratopii şi epitopii corespunzători.Mărimea energiei de legare,cunoscută sub denumirea de afinitate a Ac-lui pentru Ag omolog este determinată de gradul lor de potrivire stereochimică.Formarea complexului Ag-Ac are loc în două etape:a)Etapa iniţială,foarte specifică,bazată pe complementaritatea structurală,adaptarea tridimensională a celor 2 reactanţi:determinantul antigenic şi situsul de combinare al anticorpului.Această complementaritate,considerată de tip“lacăt-cheie”,în care cheia(determinantul antigenic)se potriveşte exact în lacăt(situsul combinativ al anticorpului),în concepţia actuală,depinde de complementaritatea sterică şi electrochimică a grupărilor.b)Etapa a-II-a.Diferite forţe intermoleculare intră în acţiune după adaptarea strânsă Ag-Ac,consolidând această legătură.Deşi complementaritatea strictă nu este absolut necesară,un grad mare de complementaritate şi zone de contact întinse,furnizează forţe de atracţie intermoleculară şi legături multiple,mai stabile,depăşind forţele de repulsie.Forţele de atracţie care participă la reacţia Ag-Ac sunt slabe,în comparaţie cu legăturile covalente. Datorită caracterului lor,aceste forţe(forţe electrostatice,legături de H,legături van der Waals,forţe hidrofobe)sunt eficiente numai dacă sunt multiple,deci energia lor globală va depinde de numărul de legături,care va fi cu atât mai mare,cu cât gradul de complementaritate sterică va fi mai mare.Faptul că aceste forţe sunt nespecifice,face ca reacţia Ag-Ac să fie reversibilă,ceea ce conduce la ideea că specificitatea este condiţionată de complementaritate.Legătura dintre doi atomi este cu atât mai puternică cu cât aceştia sunt mai apropiaţi unul de altul.Distanţa dintre doi atomi de hidrogen legaţi covalent este de 0,74 Å,pe când distanţa dintre doi atomi de hidrogen legaţi cu forţe van der Waals este de 1,2 Å.Forţele slabe de legare sunt eficiente numai dacă sunt multiple.Energia de legare a forţelor este dată de numărul lor,iar numărul lor depinde de complementaritatea sterică dintre antigen şi anticorp.Aceasta implică o anumită aliniere a atomilor sau a grupărilor reactive ale situsului de combinare al anticorpului,în raport cu atomii sau grupările complementare ale antigenului,aşa încât unei grupări chimice reactive proeminente sau unei sarcini pozitive pe suprafaţa unei molecule să-i corespundă o concavitate sau o sarcină negativă pe cealaltă.De aceea,orice diminuare a gradului de complementaritate determină o creştere a forţelor de repulsie şi o diminuare a celor de atracţie,deci o scădere a energiei globale de legare.Particularităţile reacţiilor Ag-Ac sunt:*Afinitatea-măsoară forţa de legare dintre un epitop şi paratopul corespunzător,respectiv rezultanta forţelor de atracţie şi de repulsie dintre cele două molecule ale complexului Ag-Ac,care depinde de proprietăţile fizico-chimice ale moleculelor respective.Au fost imaginate mai multe tehnici de apreciere a afinităţii S.C.al Ac-lor,cea mai simplă tehnică prin care s-a apreciat afinitatea situsului activ al anticorpului este dializa la echilibru.Această tehnică se bazează pe proprietatea haptenelor mici,monovalente(neprecipitante),de a traversa membranele de dializă care reţin anticorpii şi complexele haptenă-anticorp.În acest scop,soluţia concentrată de Ac este repartizată într-un sac de dializă care este imersat într-un volum cunoscut de soluţie tampon,pH=7,4,care conţine o concentraţie cunoscută a haptenei.Haptena liberă difuzează prin membrană,în compartimentul care conţine Ac.La echilibru,se măsoară concentraţia haptenei libere de la exterior(care este egală cu cea a haptenei libere din interiorul sacului)şi concentraţia haptenei legată de Ac(concentraţia totală a haptenei din sacul de dializă este mai mare deoarece o parte din ea este legată de Ac). Concentraţia de haptenă legată se poate stabili ca fiind diferenţa dintre cantitatea de haptenă liberă adăugată la început şi cantitatea de haptenă liberă din cele două compartimente ale sistemului de dializă.Aceste valori la echilibru depind de concentraţia şi afinitatea Ac.Constante de afinitate(Ka)se calculează după formula:

Ka=Kas/Kdis=[Ag]-[Ac]/ [Ag]x[Ac],în care:Ka=constanta de afinitateKas=constanta de asociereKdis=constanta de disociere[Ag]-[Ac]=concentraţia complexului imun

[Ag]=concentraţia determinaţilor antigenici liberi[Ac]=concentraţia situsurilor de legare libere ale Ac

Relaţia exprimă cantitativ tendinţa SC şi a haptenei(Ag)de a forma un complex stabil,mai exact afinitatea situsului pentru haptena respectivă.Ka este direct proporţională cu afinitatea Ac şi invers proporţională cu cantitatea de haptenă necesară pentru a ocupa jumătate din situsurile combinative ale Ac.*Aviditatea-este definită ca o proprietate ce caracterizează energia medie a interacţiunii de legare a unui Ag având D.A.multipli şi diferiţi,cu S. C. heterogene ale Ac-lor induşi de aceştia.Aşadar,spre deosebire de afinitate care furnizează date privind natura fizico-chimică a reacţiei Ag-Ac,aviditatea este semnificativă pentru Ag naturale sau multivalente. Aviditatea depinde de afinitatea fiecărui S.C. al Ac-lor pentru D.A.diferiţi şi este în cazul Ag-lor şi Ac-lor multivalenţi,superioară sumei acestor afinităţi.S-a observat că anticorpii dintr-un antiser imun,excluzând anticorpii monoclonali care sunt perfect omogeni,au o mare heterogenitate de afinitate.Această observaţie nu este considerată a fi surprinzătoare,deoarece chiar şi în cazul unor substanţe simple,cum ar fi unele haptene,anticorpii pot fi dirijaţi faţă de diferite regiuni ale moleculei.În cazul macromoleculelor naturale,numărul determinanţilor antigenici este necunoscut aproape întotdeauna.S-a demonstrat că o legătură multivalentă între Ag şi Ac(aviditatea)este mult mai stabilă decât o legătură monovalentă(aviditate intrinsecă).Ex.:valoarea avidităţii în cazul legării unui Ac monovalent(Fab)este de 104,la IgG(moleculă bivalentă)-energia de legare creşte de 103 ori,la IgM(decavalentă)-creşte de 107

ori(valori arbitrare).Importanţa determinării afinităţii şi avidităţii anticorpilor.Aceste proprietăţi condiţionează proprietăţile lor fiziologice şi imunopatologice.Ac cu afinitate mare sunt mai eficienţi în numeroase reacţii biologice:eliminarea imunitară a Ag-lor,protecţia antibacteriană,neutralizarea virusurilor,hemoliză,lezarea membranelor.În imunopatologie:complexele Ag-Ac cu Ac cu afinitate mică,persistă în circulaţie,se depun.De ex.:pe membrana bazală a glomerulului renal şi determină insuficienţa renală,pe când cele care conţin Ac cu afinitate mare sunt eliminate rapid.

26.Mecanismele genetice de generare a diversitatii anticorpilor.In ultimii ani,diversitatea anticorpilor se explică prin participarea mai multor mecanisme genetice:a)Organizarea genelor pentru regiunile variabile ale Ig în linia germinala,rezultând o diversitate mare de combinaţii posibile:-regiunile VL sunt codificate de 2 tipuri de gene(V+J),cu câte 250 şi respectiv 4 variante alelice;250x4=1000 combinaţii;-regiunile VH sunt codificate de 3 tipuri de gene(V+D+J),cu câte 250,12 şi 4 variante alelice;250x12x4mutaţii somatice punctiforme=12.000 combinaţii;b)Flexibilitatea joncţională are la bază apariţia unor secvenţe genice variabile la nivelul extremităţilor regiunilor V,J,D(prin deleţii,adiţii,substituţii de baze care modifică joncţiunile şi implicit secvenţa aminoacizilor în lanţurile polipeptidice);c)Adiţii de nucelotide la extremităţile secvenţelor genice care corespund capetelor NH₂-terminale(domeniilor variabile);adiţia de nucleotide se face sub acţiunea enzimei terminal-transferaza activă în limfocitul matur prin adăugarea de nucleotide la capătul 3’ al catenei de ADN în curs de sinteză,fără să fie nevoie de matriţă;d)Asocierea combinatorială realizarea de combinaţii diferite între catenele H şi L,în momentul asamblării moleculelor de Ig,rezultând variabilitatea izotipică;e)Mutaţii somatice punctiforme care apar în cursul fazei tardive de diferenţiere a LB ,datorită hipermutabilităţii genetice a limfocitelor în această perioadă,mai ales în cursul imunizării intense,ceea ce explică creşterea afinităţii Ac-lor pentru epitopul corespunzător.Creşterea afinităţii se face sensul:receptor Ig pentru Ag(BCR)=>IgM=>IgG.

27.CMH:structura si functii.Complexul major de histocompatibilitate este o notiune generica,acest complex genic fiind prezent la toate vertebratele.CMH a fost descoperit mai intai la soarece,fiind denumit complexul H-2,litera H derivand de la histocompatibilitate,iar indicele 2 semnificand al II-lea locus identificat la soarece,respectiv o secventa ADN de 4 Mpb de peste 100 gene.Snell(1948)a creat prin consangvinizare(incrucisari repetate frate-sora)linii de soareci inbred(grad de homozigotie de peste 99%).Diferitele linii se deosebesc prin proprietatile de compatibilitate la alogrefe.Snell a denumit moleculele codificate de genele care determina fenomenele de respingere si prezente pe suprafata celulelor unui tesut-Ag de histocompatibilitate,iar genele care controleaza exprimarea lor-gene de histocompatibilitate.Dausset(1950)a descris prezenta unui sistem de Ag pe leucocitele umane,cu o complexitate mare,analog celor de tip AB0 si Rhesus pe hematii.Soarta transplanturilor la animale depinde de existenta unui set de gene strans asociate(linkate)cu rol in compatibilitatea tesuturilor,care formeaza C.M.H.,notat la soarece H-2(crz 17),iar la om HLA(human leucocyte antigen),localizat pe bratul scurt al cromozomului 6.Termenul de complex este justificat de numarul mare de gene componente.Termenul de major este legat de semnificatia lui deosebita in realizarea unor functii imunologice importante:-respingerea rapida a grefelor(14-20 zile).Exista si un complex minor-respinge grefele in 50-200 zile,fiind activat de antigene specifice de tesut si de sex;-stimularea reactiei limfocitare mixte,in cazul punerii in contact a limfocitelor provenite de la organisme genetic diferite;-reactiile grefa contra gazda;-recunoasterea Ag-lor straine,diferentierea lor de cele proprii si restrictia genetica a raspunsului imun;-recunoasterea si liza celulelor infectate cu virusuri;-reglarea raspunsului imun.CMH participa si la sinteza unor constituenti ai SC(C₂,C₄,B-care participa la formarea C₃-convertazelor),numite molecule CMH cls.III,cu rol important in distrugerea si eliminarea Ag-lor corpusculare,in general(bacterii,paraziti,celule infectate cu virusuri).Tot din aceasta clasa a III-a de molecule CMH fac parte si citokinele inflamatorii TNF α si β,ca si proteina de soc termic Hsp 70(heat shock proteins).Ag HLA au fost detectate cu ajutorul Ac-lor prezenti in serul femeilor multipare,ca si in serul indivizilor politransfuzati si al voluntarilor imunizati cu leucocite straine.HLA este format din locusuri genice,dispuse in ordinea D-P,Q,R,B,C,A.Locusurile A,B,C ce codifica moleculele CMH cls.I se afla in partea telomerica,iar locusul D in vecinatatea centromerului.In acest locus sunt localizate gene ce codifica cateva proteine cu rol critic in prelucrarea Ag-lor,una dintre acestea fiind transportul asociat cu prelucrarea Ag-lor=TAP,care este un heterodimer ce transporta peptidele din citosol in R.E.,unde se asociaza cu molecule nou-sintetizate de CMH cls. I.Cele doua subunitati ale dimerului TAP sunt codificate de 2 gene situate in locusul CMH cls.II.Alte gene din acest cluster codifica subunitati ale unui complex proteazic citosolic numit proteasom,care genereaza din proteinele citosolice peptidele ce vor fi prezentate de moleculele CMH cls.I.Intre clusterele genelor CMH cls.I si II se afla genele clasei III ce codifica o parte din componentele sistemului complement(C₂,C₄,Bf),3 citokine inrudite structural(TNF,limfotoxine,limfotoxina β),cateva proteine de soc termic(HSP).Genele care codifica moleculele CMH cls.I au o diversitate enorma.Combinarea aleatorie a alelelor A,B,C explica polimorfismul acestor molecule de suprafata.Numarul combinatiilor genice posibile este de 10⁹⁰(numar mai mare decat cel al locuitorilor planetei din toate timpurile).Din punct de vedere evolutiv,rolul CMH nu este cel de a respinge grefele(fenomen artificial),ci de a indeparta celulele tumorale,inainte de proliferarea masiva si aparitia de microtumori,ca si celulele infectate cu virusuri,inainte de replicarea masiva a acestora de catre celulele-gazda si propagarea infectiei.Eliminand chiar celulele care realizeaza replicarea,o infectie virala poate fi stopata.

28.Molecule de recunoastere codificate de CMH:localizare,structura si functii.Moleculele CMH apartin la doua clase :I si II.a)Molecule CMH cls.I.Ag CMH cls.I sunt molecule ubicuitare,prezente pe suprafata tuturor celulelor nucleate din organism(cu exceptia hematiilor,neuronilor,epiteliului cornean si a spermatozoizilor).Sunt molecule inalt si usor modificabile,prin mutatie,infectii sau in evolutie.Aceste molecule,expuse asemenea unor antene pe suprafata celulelor,devin tinta sistemului imunitar,in 3 situatii :-in cazul transplanturilor de tesuturi si organe histoincompatibile ;-cand moleculele de suprafata sunt modificate de Ag virale,tumorale sau substante chimice si sunt recunoscute ca non-self,de catre limfocitele Tc ;-cand moleculele CMH sufera modificari prin mutatie,devin autotinte.Moleculele CMH cls.I pot fi identificate serologic si mai nou,genele codificatoare sunt cunoscute la nivel molecular,prin secventiere.Moleculele clasei I=Ag clasice de transplantare sunt proteine membranare integrate,de 40-45 kDa,alcatuite dintr-un lant α cu o extremitate NH₂ variabila si extremitatea COOH-terminala inclavata in membrana,la care este asociata necovalent o regiune globulara cu structura Ig-like,respectiv lantul β2-microglobulina,de 12 kDa,o proteina foarte omogena la specii diferite(codificata de o gena diferita,situata pe cromozomul 15 la om),descoperita in urina bolnavilor cu disfunctie renala.b)Molecule CMH cls.II.Sunt codificate de genele IR(immune response)la soarece,care codifica molecule Ia(immunity associated)si de regiunea D la om,cu 3 locusuri DP,DQ,DR(DR determina intensitatea raspunsului imun),fiecare cu 12 alele,care codifica 3 subpopulatii de produsi.Moleculele codificate au o exprimare mai redusa,fiind prezente pe suprafata celulelor sistemului imunitar:LT(+subpopulatiile),LB,PMN,M-fage,celule dendritice,ca si celulele endoteliale ale capilarelor sangvine si pe celulele reticuloendoteliale din organele limfoide primare.Moleculele HLA-DR nu pot fi identificate serologic,ci numai prin reactia limfocitara mixta,care consta in cultivarea in vitro a limfocitelor provenite de la 2 indivizi din aceeasi specie,neinruditi genetic,care determina stimularea reciproca,transformarea blastica si proliferarea limfocitelor.Moleculele DR sunt indispensabile cooperarii dintre celulele imunocompetente,asigurand interactiunea lor,prin contact direct si recunoasterea acestor molecule de receptori specifici.Recunoasterea este dubla,a non-self-ului,dar si a self-ului.Mesajul nu este perceput decat daca celulele apartin aceluiasi organism,deci raspunsul imun este supus restrictiei genetice.Moleculele CMH clasa a II-a sunt heterodimeri α-β si au aceeasi organizare pe domenii.Exprimarea moleculelor CMH este crescuta de citokinele produse in timpul raspunsului imun nespecific(innascut)si specific(adaptativ).Pe majoritatea celulelor nivelul exprimarii moleculelor CMH cls.I este crescut de IFN α,β,γ,dar si TNF si limfotoxinele pot avea acelasi efect.Exprimarea moleculelor de cls.II este reglata si ea de diferite citokine.IFN-γ este principala citokina implicata in stimularea exprimarii moleculelor clasei II,mai ales pe suprafata monocitelor si macrofagelor.La celulele dendritice exprimarea moleculelor cls.II este prezenta la cele mature,adesea sub influenta citokinelor,cum ar fi TNF.

29.Sistemul complement:caracterizare generala si principiul activarii precursorilor.SC reprezinta un complex de proteine serice care interactioneaza pentru a forma un sistem efector,capabil sa determine liza unor celule straine si/sau o serie de activitati biologice importante,cu rol esential in desfasurarea raspunsului imun.Actiunea sa a fost descoperita de catre Pfeiffer(1895),in cursul studiilor privitoate la bacterioliza imuna a vibrionului holeric,studii care au demonstrat ca activitatea anticorpilor depinde de prezenta unui factor termolabil,prezent in serul sangvin proaspat,numit de Buchner(1899)alexina si de catre Bordet(1900)-complement.Ag,reprezentate de celule invadatoare,sunt atacate efectiv de complement,in timp ce Ac au doar functia de recunoastere si identificare a acestora si de activare a SC,a carui functie esentiala este citoliza celulelor straine.Complementul este un sistem alcatuit din ~26 componente proteice,organizate

in 9 grupe,care se gasesc in ser in stare inactiva,dar pot fi activate enzimatic pe 2 cai:clasica si alternativa.Proteinele SC reprezinta 10-15% din globulinele serice normale,a caror concentratie nu este influentata de stimularea antigenica(imunizare),nici de gradul de activare a celulelor S.I.,ci de starea de nutritie si de factorii genetici.Sunt proteine termolabile sintetizate mai ales de catre hepatocite,dar si de catre macrofage,monocite;C1q este sintetizat de catre epiteliul gastrointestinal si urogenital.Unele componente au rol efector,altele au rol de reglare.Indiferent de calea de activare,primul component odata activat,declanseaza o reactie in lant/in “cascada”,inducand activarea urmatorului component.Din punct de vedere functional,moleculele SC se impart in 3 grupe:2 realizeaza cascada de reactii care vor activa C₃(pe una din cele doua cai);odata activat,C₃ activeaza a 3-a grupa care formeaza “complexul de atac al membranei”(C₅-C₉).Activarea precursorilor inactivi ai SC se face intr-o succesiune riguroasa,prin clivare proteolitica limitata,in general in doua fragmente active:a)fragmentul major-cu 2 situsuri,unul pentru atasarea la membrana celulara si un situs activ enzimatic,necesar clivarii urmatorului component,astfel se creeaza un efect de “cascada enzimatica”;o parte din moleculele activate se leaga de membranele celulare si devin activatoare pentru secventele ulterioare,restul sunt eliberate in circulatie si rapid degradate,inactivate;astfel efectele nocive ale SC sunt limitate la Ag declansator al raspunsului,iar celulele organismului-gazda sunt protejate;b)fragmentul minor-nu este implicat in citoliza;ramane in circulatie si exercita efecte biologice importante:chemotaxia,cresterea permeabilitatii vasculare.Activarea se realizeaza pe cele 2 cai:-calea clasica-mai rapida si mai eficienta-expresia unor mecanisme specifice;-calea alternativa-mai lenta si mai putin eficienta-o cale primitiva,nespecifica,cu rol major in apararea antibacteriana la vertebratele inferioare si cu rol important la vertebratele superioare,mai ales la inceputul unei infectii,inainte de sinteza anticorpilor specifici.

30.Calea clasica de activare a sistemului complement.Calea clasica de activare a SC evolueaza ca o cascada de reactii enzimatice specifice si interactiuni proteina-proteina,asociate cu un consum mare de componente C₄,C₂ si C₃,care conduc la activarea “secventei de atac”a membranelor celulelor straine si liza acestora.Etapa de recunoastere.Legarea moleculelor de Ig de Ag membranare genereaza un semnal informational transmis de la paratop,prin regiunea “balama”la fragmentul Fc,la nivelul caruia determina o modificare conformationala si expunerea unui situs anterior mascat(in domeniul CH₂ al moleculei de IgG si in CH₄ pentru IgM),pentru recunoasterea si legarea complexului C₁,care declanseaza cascada de reactii.Nu toate clasele si subclasele de Ig pot activa C,unele fiind inactive din acest punct de vedere.La om,intensitatea activarii C creste in sensul IgG₂,₁,₃,IgM.La soarece,cobai,porc-IgG₂,IgM.Complexul C1q este format din 3 subunitati in forma de Y,fiecare alcatuita din 2 parti,in compozitia fiecareia dintre ele intrand 3 lanturi polipeptidice legate intre ele prin legaturi disulfidice;intreg complexul este compus din 18 lanturi polipeptidice si are ascpectul unui buchet de lalele,fiind un complex flexibil.Extremitatea globulara se leaga la situsul pentru C de pe molecula de Ig.In prezenta Ca²⁺acest complex activeaza componentele C1r si C1s.Pentru legarea C1q sunt necesare 2 situsuri,respectiv 2 fragmente Fc,suficient de apropiate,ceea ce explica faptul ca SC poate fi activat de o singura molecula de IgM,dar nu si de o singura molecula de IgG.Dupa activare,C1r si C1s sunt convertite in enzime proteolitice care vor hidroliza componentele C₄ si C₂.C1s scindeaza C₄,in C₄a si C₄b;acesta are o afinitate pentru C₂,care este scindat in C₂b si C₂a;acesta,in prezenta ionilor de Mg⁺⁺,se leaga de fragmentul C₄b,formand complexul C₄b₂a/convertaza C₃,cu T ½ =5 min la 37⁰C.Convertaza C₃ taie componentul C₃ in fragmentul minor C₃a,inactiv enzimatic,cu proprietati anafilactice si fragmentul C₃b,care se leaga de convertaza C₄b₂a si rezulta complexul C₄b₂a₃b=convertaza clasica C₅.Aceasta taie complementul C₅ in C₅a,activ in reactiile inflamatorii,fiind o anafilatoxina mai slaba decat C₃a si C₅b,care se ataseaza la membrana celulei-tinta,antrenand aditia secventiala a componentelor C₆,₇,₈,₉,care in raport molar corect,formeaza complexul de atac al membranei.

Odata clivat C₅,celelalte secvente se declanseaza automat,fara alte activari enzimatice.Complexul C₅b₆ este hidrofil,dar cand leaga si C₇ devine hidrofob,cu exprimarea unor grupari apolare care ii confera proprietate de “detergent”,ce solubilizeaza lipidele membranare.Dupa aditia C₈,complexul dimerizeaza si are putere de dislocare a componentelor membranare si antreneaza si polimerizarea lui C₉,generand “instrumentele”,de perforare ireversibila a membranei.Odata activat SC,secventele activatoare continua sub regim automat,pana la consumarea totala a componentelor,ceea ce reprezinta una dintre modalitatile de control si “franare”a reactiilor fixatoare de C.

31.Calea alternativa de activare a SC;semnificatia biologica a acestei cai.Calea alternativa de activare a SC(descoperita de Pillemer si A.C.Wardlaw,1956)considerata initial ca fiind determinata exclusiv de un grup de proteine(diferite de SC)alcatuind sistemul properdinic,implicat in rezistenta naturala sau innascuta a organismului.Ulterior,s-a demonstrat ca aceasta cale are un trunchi comun cu calea clasica,reprezentand o cale de inlocuire a acesteia prin scurtcircuitare,deoarece nu necesita prezenta anticorpilor si nici a componentelor C₁,C₄,C₂ pentru activarea C₃.Aceasta cale de activare este neimunologica,fiind cea mai frecventa si caracteristica.A fost observata la incubarea serului normal cu polizaharide parietale sau capsulare de origine fungica(zimozan)si bacteriana si LPS extrase din peretele celular al bacteriilor Gram negative.Reactia centrala a caii este activarea C₃,dupa care functioneaza datorita unui mecanism de feed-back pozitiv dependent de C₃b,ale carui efecte sunt modulate de factorii de reglare I si H.Componentul C₃b,necesar pentru activarea caii alternative,este produs continuu in organism,dar este inactivat rapid de factorul H.Factorul de initiere I activeaza o glicoproteina(factorul B)care commpetitioneaza cu factorul H,pentru ocuparea unui situs comun pe C₃b.Odata activat factorul B,se formeaza complexul C₃bBcare,sub actiunea enzimatica a factorului D si in prezenta ionilor de Mg⁺⁺,pierde fragmentul minor Ba,fragmentul major ramanand atasat la C₃b.Se formeaza complexul C₃bBb=convertaza initiala C₃,de amorsare,care va activa componentul C₅,cu formarea complexului de atac al membranei,in maniera similara convertazei C₃ din calea clasica.Substantele polimerice(polizaharidele capsulare,LPS,peretii celulari ai levurilor)ajunse in ser,activeaza conversia componentului C₃ in fragment C₃b.Acesta se va fixa la suprafata polimerului activator si va atasa cantitati tot mai mari de factor B,care devine sensibil la actiunea proteolitica a factorului D,cu eliberare de fragmente Ba si Bb.Fragmentele Ba se pierd,iar cele Bb vor forma cu C₃b complexele C₃bBb instabile=convertaza initiala C₃(de amorsare)care va cliva componentul C₃ atasand mai mult C₃b si care se stabilizeaza prin captarea properdinei P,cu formarea complexului C₃bnBbp=convertaza de amplificare,stabila sau properdin-dependenta a caii alternative,cu functie de convertaza C₅.Evenimentele se amplifica progresiv,cu activarea complexului de atac al membranei C₅bC₆C₇C₈C₉.Procesul reactiv se stinge ca urmare a interventiei a cel putin 3 factori majori si anume:a)eliminarea bacteriilor/celulelor straine,urmata de scaderea din ser a polimerilor activatori,care diminueaza conversia C₃ in C₃b;b)degradarea spontana a fragmentului Bb,care are tendinta la disociere;c)interventia competitiva a factorului H,care va forma complexul inactiv C₃bH.Comparatie intre calea clasica si calea alternativa de activare a complementului.Ambele cai au ca etapa fundamentala clivarea C₃ si producerea de C₃ convertaze(C₄b₂a;C₃bBb),ca raspuns la stimuli diferiti.Diferenta fundamentala:in calea alternativa,C₃b reprezinta componentul esential al enzimei de clivare a C₃,permitand caii sa amplifice activarea C₃ printr-un mecanism de feed-back pozitiv,indiferent de modul in care s-a realizat clivarea lui initiala.Aceasta demonstreaza ca una din functiile caii alternative este cea de amplificare a caii clasice.Semnificatia biologica a caii alternative.Aceasta cale reprezinta un mecanism mai natural,mai nespecific de aparare,important in fazele initiale ale unei infectii,cand anticorpii specifici nu s-au format sau sunt in cantitati insuficiente.Fiind activata si de LPS,aceasta cale este eficienta in apararea fata de bacteriile Gram negative intestinale.

32.Formarea complexului de atac al membranei si mecanismul leziunilor induse de SC.Complexul C1q este format din 3 subunitati in forma de Y,fiecare alcatuita din 2 parti,in compozitia fiecareia dintre ele intrand 3 lanturi polipeptidice legate intre ele prin legaturi disulfidice;intreg complexul este compus din 18 lanturi polipeptidice si are ascpectul unui buchet de lalele,fiind un complex flexibil.Extremitatea globulara se leaga la situsul pentru C de pe molecula de Ig.In prezenta Ca²⁺acest complex activeaza componentele C1r si C1s.Pentru legarea C1q sunt necesare 2 situsuri,respectiv 2 fragmente Fc,suficient de apropiate,ceea ce explica faptul ca SC poate fi activat de o singura molecula de IgM,dar nu si de o singura molecula de IgG.Dupa activare,C1r si C1s sunt convertite in enzime proteolitice care vor hidroliza componentele C₄ si C₂.C1s scindeaza C₄,in C₄a si C₄b;acesta are o afinitate pentru C₂,care este scindat in C₂b si C₂a;acesta,in prezenta ionilor de Mg⁺⁺,se leaga de fragmentul C₄b,formand complexul C₄b₂a/convertaza C₃,cu T ½ =5 min la 37⁰C.Convertaza C₃ taie componentul C₃ in fragmentul minor C₃a,inactiv enzimatic,cu proprietati anafilactice si fragmentul C₃b,care se leaga de convertaza C₄b₂a si rezulta complexul C₄b₂a₃b=convertaza clasica C₅.Aceasta taie complementul C₅ in C₅a,activ in reactiile inflamatorii,fiind o anafilatoxina mai slaba decat C₃a si C₅b,care se ataseaza la membrana celulei-tinta,antrenand aditia secventiala a componentelor C₆,₇,₈,₉,care in raport molar corect,formeaza complexul de atac al membranei.Mecanismul leziunilor induse de SC.S-a emis ipoteza ca SC ar crea in membrana orificii suficient de mari pentru a putea permite trecerea masiva a apei si electrolitilor(fiind hidrofile in regiunea centrala),dar prea mici pentru proteine si acizi nucleici,care in final determina explozia celulei/citoliza.Prin microscopie electronica pe membrane supuse tehnicii de inghetare-fracturare,s-a demonstrat prezenta de leziuni care strapung dublul strat fosfolipidic membranar,ca un tunel format din mai multe unitati dispuse inelar(la om,I=15 nm,φ=10 nm).Leziunile induse de SC au fost reproduse si pe lipozomi,ceea ce a demonstrat ca agresiunea se produce asupra dublului strat fosfolipidic.

33.Functiile si reglarea sistemului complement.Functiile complementului.SC este un component al imunitatii umorale nspecifice,cu rol in apararea antiinfectioasa si in inflamatie ;este un mecanism vechi dpdv filogenetic si actioneaza timpuriu in ontogenie.Rolul sau in aparare este complex si se concretizeaza in urmatoarele efecte ale componentelor sale activate sau ale complexelor macromoleculare :a)CITOLIZA-liza osmotica a celulelor straine :bacterii,microfungi,hematii si chiar a virusurilor anvelopate(cu invelis fosfolipidic derivat din membrana celulelor gazda,in care au fost replicate si eliberate prin inmugurire).Celulele rezistente la actiunea complementului fie au o structura speciala a peretelui celular(ex. :microbacteriile si bacteriile Gram pozitive-fapt dovedit de sensibilitatea protoplastilor proveniti din aceste bacterii la SC),fie au o capacitate neobisnuita de a repara rapid leziunile produse.b)IMUNOADERENTA-este determinata de fragmentul C₃b(cu rol de opsonina,impreuna cu molecule de IgG),care se depune ca o pelicula pe suprafata celulelor-tinta(opsonizare)si permite interactiunea cu receptorii specifici de pe suprafata fagocitelor(macrofage,PMN neutrofile)si fagocitoza imuna,ca si de pe suprafata hematiilor si a limfocitelor B.Receptorii pentru C₃b de pe suprafata hematiilor in special,au rol in transportul complexelor imune Ag-Ac-C la ficat si splina si eliminarea lor din circulatie,diminuarea activitatii acestor receptori determina persistenta CIC in circulatie,depunerea lor in rinichi,plamani,ca si alte manifestari patologice.Importanta imunoaderentei este demonstrata de deficitul de C₃ la anumiti indivizi,care fac frecvent infectii,chiar cu bacterii cu virulenta medie.c)CHEMOTAXIA-urmata de intesificarea fagocitozei determinate de C₃b,C₅a,complexul 5b67,care au rol important mai ales in faza premergatoare aparitiei anticorpilor,cand agentii infectiosi activeaza calea alternativa.Aceste componente determina un aflux masiv de neutrofile si activeaza fagocitoza.d)ACTIUNEA ANAFILATOXINELOR=peptide mici,derivate din C₃,C₄,C₅,eliberate in cursul activarii SC ;functioneaza ca mediatori puternici ai reactiilor inflamatorii,care se comporta ca molecule mesager,care se leaga cu mare afinitate de receptorii specifici prezenti pe suprafata monocitelor,macrofagelor,celulelor musculare netede,cu efecte spasmogene ;actiunea combinata

C₃a+C₅a are ca efect eliberarea de amine vasoactive din bazofile,mastocite,care maresc permeabilitatea capilarelor,determina aflux leucocitar in tesutul infectat si eliberarea de enzime lizozomale.Reglarea SC se realizeaza nu numai prin consumarea fragmentelor si inactivarea spontana a celor nereactionate,ci si prin interventia unor factori enzimatici,cum ar fi inhibitorul C₁(o esteraza care inactiveaza componentul C₁,prin legarea de C1q si indepartarea C1r+C1s),factorul inhibitor 1(inactiveaza componentul C₃b,care este clivat in C₃c si C₃d),factorii XI si XII ai coagularii(controleaza activitatea lui C₁).Mecanismele de reglare vizeaza suprimarea potentialului autodistructiv si limitarea activitatii SC asupra antigenelor straine.Insa aceste mecanisme nu functioneaza intotdeauna perfect ;astfel,in unele cazuri,SC poate liza celulele proprii organismului-gazda si declansa fenomene de hipersensibilitate de tip III(consecutive formarii de complexe imune si activarii SC).

34.Clasificarea celulelor nespecifice ale sistemului imunitar;sistemul fagocitar mononuclear(SFM)-caracterizare generala si stadii de diferentiere.Sistemul fagocitar si fagocitoza.Fenomenul de fagocitoza a fost descoperit in 1882 de catre Metchnikoff,care a dat numele generic de “fagocite”=celule care mananca,celulelor libere si fixe,care au capacitatea de a ingloba in citoplasma particulele fine cu care vin in contact si de a le distruge prin digestie intracelulara,ori de cate ori natura chimica a acestora le face accesibile enzimelor fagocitului.Fagocitoza este foarte raspandita pe scara animala,functia de aparare a acestui process derivand din functia de nutritie,pe care o are la protozoare si metazoarele primitive.In afara de aceasta,fagocitele sunt implicate in metamorfoza nevertebratelor si a vertebratelor inferioare,realizand resorbtia celulelor distruse.Fagocitele se grupeaza in doua categorii majore:a)Fagocite “profesioniste”-adaptate prin definitie sa ingere particule straine in stadiul matur si purtatoare de receptori specifici pentru opsonizare:C₃b si IgG si capabile de opsonofagocitoza:-S.F.M.(monocite,macrofage);-S.F.P.M.N.(neutrofile,eozinofile).b)Fagocitele “neprofesioniste”-exercita aceasta functie facultative,ingerand cantitati mici de particule straine si fara interventia receptorilor pentru opsonine;sunt reprezentate de cellule reticulare dendritice din organelle limfoide secundare,fibroblasti si cellule endoteliale.Celulele dendritice sunt raspandite in toate tesuturile corpului cu exceptia creierului si prezente in numar mare in piele si in cortexul nodulilor limfatici,este o populatie de celule monocitare(similare macrofagelor);cele din piele poarte denumirea de “celule Langerhans”,fiind cellule ce prezinta prelungiri citoplasmatice filamentoase,lungi si nu au proprietati fagocitare.Sistemul fagocitar mononuclear(S.F.M.)=acest concept a fost propus in 1972,de un grup de experti O.M.S.,pentru a reuni toate celulele mononucleare dotate cu mare putere fagocitara,ca si celulele lor de origine,indifferent de marime,forma si localizare.Din acest sistem fac parte:a)celula-stem multipotenta-in maduva osoasa(in afara de celulele in acest stadiu,sunt prezente si toate celelalte stadii de maturare la acest nivel);b)monoblastul-in maduva osoasa;c)promonocitul-in maduva osoasa;d)monocitul-in sange;e)macrofagele-in tesuturi,unele purtand denumiri specifice:celulele Kupffer(ficat),histiocitele(tesut conjuctiv),M-fagele libere si fixe(ggl limfatici),histiocitele si M-fagele(maduva oaselor si splina-pulpa rosie),M-fagele alveolare(plamani),M-fagele din cavitatile seroase(pleurale,peritoneale,sinoviale),celulele microgliale(sistemul nervos),osteoclastele(tesutul osos).La acestea se adauga macrofagele(Mf.)din exudate,Mf.stimulate si activate,cu corp straine,celulele multinucleate gigante,formate prin fuziunea Mf.-lor,prezente in orice tesut inflamat,ca si celulele Langerhans si interdigitate din piele,celulele reticulare dendritice foliculare,a caror origine monocitara este controversata si considerate,de catre unii autori,fagocite “neprofesioniste”.In functie de localizarea lor,macrofagele prezinta o heterogenitate structurala si functionala mare.

Caracterizarea celulelor mononucleare in diferite stadii de diferentiere.Celula-stem=celula cap de serie,localizata in maduva osoasa,este o celula pluripotenta,din care se formeaza nu numai precursorii macrofagelor,ci si cei ai celorlalte elemente figurate ale sangelui(eritrocite,polimorfonucleare,limfocite,megacariocite).Pe masura ce se divid,descendentii celulei-stem isi pierd potentialul de diferentiere multipla si vor devein precursori separati ai liniei monocitare,polimorfonucleare,eritrocitare,limfocitare,plachetare.Celulele mononucleare parcurg urmatoarele stadii de diferentiere:Celula-stem=>Monoblast=>Promonocit(toate in maduva osoasa)=>Monocit(in sangele periferic)=>Macrofag(in tesuturi).

Monoblastul este o celula rotunda,cu diametrul 10-12 μm,cu o pelicula mica de citoplasma bazofila ce contine putine granulatii.Monoblastul are capacitatea de fagocitoza(prezinta receptori Fc)si de aderenta la sticla.Monoblastul se divide si formeaza promonocite,cu o durata de viata de ~12 ore.

Promonocitul este o celula cu diametrul de ~15 μm si cu un nucleu care ocupa mai mult de jumatate din celula,iar in citoplasma prezinta granulatii azurofile abundente care contin esteraze nespecifice,fosfataza acide,arilsulfataza si,la om,peroxidaza.Promonocitele au o activitate mitotica intensa.

Monocitele au un numar mai mic de granule peroxidazo-pozitive si un raport mai crescut nucleu/citoplasma.In contrast cu neutrofilele,rezerva medulara de monocite preformate este mica.La om,monocitele sunt eliberate in circulatie dupa ~2 zile dupa formarea lor,unde circula ~1 zi,migrand la intamplare din circulatia sangvina in spatiul extravascular.In general,monocitele nu reintra in circulatia sangvina.In timpul inflamatiilor,productia monocitelor creste prin cresterea numarului de promonocite,prin micsorarea duratei ciclului celular si prin eliberarea mai rapida a monocitelor in circulatie.

Macrofagele tisulare rezulta din maturarea monocitelor ce ies din circulatie si prin proliferarea macrofagelor din populatia de macrofage rezidente,care au capacitatea de a raspunde la mitogeni,ca si la factorul stimulator de colonii(CSF).Macrofagele tisulare sunt celule mari,cu un nucleu relativ mic,indentat,inconjurat de o citoplasma bogata.In functie de localizarea lor,macrofagele pot prezenta aspecte structurale particulare si functii specifice.Este posibil ca unele diferente ultrastructurale si functionale sa fie rezultatul inflamatiilor locale.Macrofagele alveolare,de exemplu,sunt expuse permanent unui mediu relativ aerob in comparatie cu cele peritoneale(expuse unui mediu relativ anaerob).S-a demonstrat ca,prin cultivarea Mf. in vitro,in conditii hipoxice,au loc modificari adaptative,de metabolism,ca si in activitatea receptorilor membranari.

35.Receptorii membranari ai macrofagelor:afinitate si rol.Macrofagele au pe suprafata lor in jur de 30 receptori membranari diferiti,cu rol in raspunsul imun,fagocitoza,alte activitati fiziologice.Au fost evidentiati prin IF,tehnici de rozetare,citometrie in flux.Cei mai semnificativi receptori sunt :a)Receptorul pentru Fc.Celulele S.I. leaga Ig-le si complexele imune cu ajutorul receptorilor specifici care recunosc fragmentul Fc al Ig-lor.Receptorii pentru Fc au fost descrisi la majoritatea celulelor S.I.Interactia dintre complexele imune cu receptorii Fc de pe macrofage(ca si de pe PMN)duce la declansarea fagocitozei,a mecanismelor citotoxice si la eliberarea de mediatori ai inflamatiei.Acesti receptori sunt de doua tipuri :-receptorii Fc sensibili la proteinaze(tripsina,chemotripsina),care leaga la om subclasele IgG₁ si IgG₃ monomere(anticorpi citofili).Moleculele acestora se leaga mai intai de acesti receptori ai macrofagelor si apoi interactioneaza cu antigenul ;-receptorii Fc rezistenti la proteinaze,care mediaza legarea eficienta a agregatelor de IgG din subclasele IgG₂,IgG₄ la om,ca si a complexelor imune IgG-Ag si fagocitarea lor.Numarul si activitatea receptorilor Fc cresc in cursul inflamatiilor.In timpul inglobarii particulelor straine receptorii Fc dispar din membrana si reapar treptat dupa 6-24 ore,ceea ce dovedeste recircularea lor.

b)Receptorii pentru complement.Au fost evidentiate cel putin trei tipuri de receptori la om,soarece,cobai pentru C₃b,C₃d si C₅a.Functia acestor receptori variaza cu starea functionala a macrofagelor :cand se afla in conditii bazale,receptorii functioneaza numai pentru a lega particulele acoperite cu C₃b,iar cand macrofagele sunt activate,receptorii in asociere cu limfokinele determina legarea si ingestia particulelor prin fagocitoza.Cele doua tipuri de receptori,Fc si C₃b pot functiona independent,dar in vivo actioneaza sinergic,astfel ca particulele acoperite simultan cu cantitati suboptimale de IgG si C₃b sunt ingerate cu aviditate de fagocitele « profesioniste »,in timp ce particulele acoperite cu o cantitate egala dintr-un ligand nu sunt fagocitate(efect « bonus »).c)Receptorii pentru limfokine.Acesti receptori sunt implicati in activarea macrofagelor si in legarea factorului stimulator al coloniilor,care regleaza proliferarea macrofagelor.d)Receptorii fagocitari nespecifici sunt implicati in ingestia particulelor de carbune,siliciu,latex,zimozan.e)Receptorii de fibronectine(FN)care sunt glicoproteine cu g.m. mare,prezente in stare solubila in plasma si alte lichide biologice si insolubila in celule,cu functii de opsonine nespecifice.Favorizeaza aderenta macrofagelor de resturi celulare sau de microagregate de fibrina,determinand eliminarea lor din organism,ca si aderenta monocitelor de suprafetele lezate ale endoteliului capilar.f)Receptorii pentru glicoproteine.Mf.izolate de la mamifere prezinta un receptor care recunoaste glicoproteinele care au in structura lor oligozaharide terminate in manoza sau N-acetilglucozamina.Acest receptor permite macrofagelor sa fagociteze microorganisme care exprima pe suprafata lor asemenea glucide(bacterii,fungi),ca si particule de zimozan.Se considera ca aceasta molecula face parte dintr-o categorie de receptori capabili sa recunoasca structuri non-self si sa amorseze fagocitoza,reprezentand un mecanism de aparare primitiv aparut inaintea complementului si Ig-lor.Specificitatea pentru zaharuri a acestui receptor a fost studiata pe neoglicoproteine,care sunt conjugate de monozaharide si proteine simple(albumine).Receptorul pentru manoza leaga neoglicoproteine cu manoza,L-fucoza sau N-acetilglucozamina.In vivo,receptorii predominanti sunt GP membranare de pe suprafata Mf.,capabile sa lege cu mare afinitate anumite componente glicoproteice cu manoza si fucoza aflate la suprafata multor bacterii,proces dependent Ca²⁺.In aceasta categorie de receptori sunt inclusi si cei care recunosc glicanii si resturile de acid sialic-care se leaga de polizaharidele aflate la suprafata bacteriilor si drojdiilor,ca si receptorii CD14 care recunosc LPS din peretele celular al bacteriilor Gram negative.

36.Capacitatea de endocitoza a macrofagelor;etapele procesului de fagocitoza.Proprietatea definitorie a celulelor ce alcatuiesc sistemul fagocitar mononuclear este capacitatea lor de a endocita.Procesele de endocitoza realizate de catre celulele acestui sistem pot fi clasificate in pinocitoza si fagocitoza.Pinocitoza reprezinta procesul de ingestie mediat de receptori a unor macromolecule solubile sau chiar microparticule in vezicule variind intre 0,2 μm(micropinocitoza)si 1-2 μm(macropinocitoza).Fagocitoza este procesul de ingestie a substantelor particulate si implica apozitia riguroasa a particulelor(>0,4 μm)de membrana celulara,cu excluderea totala sau a unei mari parti din lichidul inconjurator.Fagocitoza se realizeaza prin interactii secventiale intre receptorii si liganzii de pe suprafata fagocitelor,conducand la formarea vacuolelor fagocitare sau fagozomilor.In mod normal valurile membranare formate ar trebui sa urmeze strict conturul particulei atasate,dar de multe ori evenimentele fagocitozei nu decurg dupa acest model.O astfel de exceptie este coiling-fagocitoza(fagocitoza particulelor prin infasurare),prin care un pseudopod unilateral al fagocitului inconjura microorganismul,formand mai multe ture de spira.Fagocitoza este de doua tipuri :imuna(mediata de receptorii Fc si/sau complement)si neimuna(mediata de alti receptori specifici/nespecifici).Legarea particulelor are loc la 4⁰C,dar ingestia este conditionata de temperaturi cuprinse intre 18-21⁰C.Etapele fagocitozei.Fagocitoza realizata de macrofage decurge in mai multe etape :chemotaxia,opsonizarea,faza de aderenta,faza de ingestie,faza de digestie intracelulara a particulei.

a)Chemotaxia.Fagocitele mononucleare au capacitatea de a migra in interiorul si prin tesuturi,migrarea putand fi la intamplare/directionata specific de stimuli chimici inflamatori(chemotaxine).Macrofagele au pe suprafata lor si secreta enzime proteolitice active la pH-ul tisular,care sunt importante pentru capacitatea lor de migra in vivo.Numeroase substante generate in timpul inflamatiei au capacitatea de a creste viteza de migrare a Mf.(chemokineza)si de a orienta miscarea lor in functie de gradientul de concentratie a agentului(chemotaxia).Substantele chemotactice pentru Mf.sunt reprezentate de factori derivati din ser,in special anafilatoxina C₅a,eliberata ca o consecinta a activarii complementului de catre complexele Ag-Ac(calea clasica)sau direct de catre bacterii,prin compusii polimerici ce intra in compozitia structurilor de suprafata(calea alternativa).Alte substante chemotactice sunt reprezentate de produse bacteriene ca,de exemplu,N-formil-metionil-peptide si produse ale limfocitelor T stimulate(limfokine)care atrag Mf.la locul inflamatiei.Factorii produsi de fibroblaste,fragmentele de colagen,elastina si proteinele denaturate pot determina atractia macrofagelor spre tesutul lezat.Un rol important in atractia Mf.spre locul inflamatiei il au si substantele care inhiba migrarea intamplatoare a macrofagelor si previn migrarea lor de la locul infectiei.Exista doua clase de substante care au rol in retinerea Mf.la situsul infectiei :-limfokine :factorul inhibitor al migrarii macrofagelor(MIF),factorul activator al macrofagelor(MAF),IFN-γ -enzimele proteolitice produse in timpul activarii complementului :(factorul B)sau al activarii sistemului fibrinolitic(plasmina).b)Opsonizarea este conditionata de prezenta pe macrofage a receptorilor celulari cu afinitate mare oentru IgG(subclasele 1 si 3)si C₃b.Bacteriile mai pot fi « capturate »si de anticorpii deja fixati pe situsurile receptoare ale macrofagelor(Ac citofili).Moleculele opsonizante favorizeaza ingestia unei particule de catre celula fagocitara.Proteinele si peptidele serice tapeteaza suprafata celulei bacteriene si sunt recunoscute de receptorii fagocitului,functionand ca punti de legatura intre fagocit si celula bacteriana.Opsoninele au un rol hotarator in intensificarea procesului de fagocitoza.c)Faza de aderenta reprezinta contactul fizic dintre particula straina si membrana fagocitului.Procesul este mediat de moleculele de la suprafata particulei care confera o anumita sarcina electrica neta si de opsoninele din umorile organismului,care au rolul de a favoriza fagocitoza prin reducerea fortelor de repulsie dintre fagocite si suprafata bacteriilor,ambele incarcate electronegativ.Se disting doua tipuri de fagocitoza :-fagocitoza nemediata de receptori,care este declansata de interactiunea initiala dintre particula si fagocit si este conditionata de forte ionice ;astfel sunt ingerate particule de latex,carbon,moleculele agregate de albumina ;-fagocitoza mediata de receptori,activa in cazul ingestiei bacteriilor,presupune interactia dintre moleculele de suprafata ale celulelor bacteriene si ale fagocitului.Receptorii fagocitului sunt de doua feluri :nespecifici(la care se leaga particulele care au pe suprafata lor carbohidrati,fie direct prin intermediul lectinelor extracelulare,care functioneaza ca punti de legare incrucisata intre oligozaharidele suprafetei bacteriene si ale fagocitului)si specifici(care recunosc si leaga bacteriile opsonizate;opsoninele actioneaza in sensul legarii celulei bacteriene de suprafata fagocitului si stimuleaza ingestia sa).Un rol semnificativ revine fibronectinelor,care au functia esentiala de a asigura aderarea celulelor de mamifer,avand o mare afinitate pentru diferite forme naturale si denaturate de colagen,fibrinogen,fibrina,proteoglicani,pentru suprafata celulelor eucariote.d)Faza de ingestie reprezinta procesul prin care,dupa recunoasterea si legarea unei particule straine,macrofagul formeaza o serie de prelungiri ale membranei celulare,pe care o acopera,inconjurand-o,pentru a forma o vacuola fagocitara.Fagocitoza se realizeaza prin interactii secventiale intre receptorii si liganzii de pe suprafata fagocitelor,conducand la formarea vacuolelor fagocitare sau fagozomilor.Odata formata,vacuola de fagocitoza este orientata spre aria perinucleara de catre tubulii contractili din citoplasma.Aici,vacuola primara,dupa fuziunea cu lizozomii devine fagolizozom,la nivelul caruia va alea loc digestia particulei ingerate,sub actiunea enzimelor lizozomale.e)Digestia intracelulara a particulei ingerate corespunde fazei in care particula inglobata este degradata de enzimele lizozomale,in numai de peste 40,active la un pH acid.Rezulta molecule mici(~200kDa),care trec in citoplasma fagocitului.Simultan sunt digerate si proteinele membranare ale vacuolei de

fagocitoza,iar receptorii membranari sunt recirculati spre suprafata celulei pentru a-si relua activitatea.Daca particula ingerata este un microorganism,dupa ingestie exista urmatoarale posibilitati de evolutie :digestia,multiplicarea sau persistenta particulelor/agentilor infectiosi inglobati.

37.Macrofagul ca celula secretoare si citotoxica(categorii de produsi secretati si rolul acestora).Macrofagul secreta peste 75 de produsi diferiti ca structura chimica si efecte biologice,identificati in mediul de cultura al macrofagelor sangvine si peritoneale.Functiile lor efectoare si reglatoare,studiate in special in vitro,inca necesita,pentru anumiti produsi,confirmarea efectelor in vivo.Acest produsi,secretati in mediu,moduleaza activitatea diferitelor celule si tesuturi,influenteaza procesul inflamator si fagocitoza.Sinteza si secretia lor este coordonata printr-un proces complex si variaza in functie de starea macrofagului.Astfel,unii compusi sunt sintetizati constitutiv,in toate stadiile(lizozom-LZ,compusi ai sistemului complement),altii sunt sintetizati in conditii speciale,stimulatoare(hidrolaze acide,proteinaze neutre,metaboliti ai acidului arahidonic).Dupa natura si activitatea produsilor secretati de catre macrofage,acestia se clasifica in trei categorii :a)produsi enzimatici :enzime lizozomale,colagenaze,elastaze,activatorul plasminogenului-care actioneaza asupra proteinelor extracelulare.Secretia de enzime este determinata de activarea macrofagelor prin limfokine sau prin fagocitarea bacteriilor si complexelor imune.Ex. :colagenaza ataca peretii vasculari,tesutul perivascular,suprafetele articulare ;elastaza ataca fibrele de elastina nativa prezenta in diferite structuri ;activatorul plasminogenului este o serinproteaza care transforma plasminogenul in plasma,care activeaza la randul sau 3 cascade enzimatice.b)produsi implicati in reactiile de aparare ale gazdei :LZ,proteine plasmatice,interferoni,compusi ai sistemului complement,factori antimicrobieni.Ex. :-LZ/muramidaza are efect bacteriolitic si stimulator al fagocitozei,iar uneori efect antineoplazic,direct asupra membranei tumorale ;-proteine plasmatice :fibronectina cu rol de opsonina nespecifica,dar si de mediator al inflamatiei,determinand recrutarea fibroblastilor in tesuturile lezate,unde acestia prolifereaza si produc tesut cicatriceal ;-M-fagele sintetizeaza si secreta numeroase componente ale SC ale caii clasice si alternative de activare ;pe langa rolul lor in cascada de reactii enzimatice,au si alte activitati deosebite :C₃a favorizeaza liza celulelor tumorale de catre M-fage,C₃b provoaca si elibereaza hidrolaze acide lizozomale ;-factorul pirogen endogen(FPE)determina aparitia febrei datorita afectarii centrului termoreglarii din hipotalamus,mareste raspunsul LT fata de Ag,stimuleaza PMNN sa elibereze lactoferina.c)produsi care moduleaza activitatea si diferentierea celulelor incojuratoare :monokine,factori limfostimulatori,factori stimulatori ai producerii de colonii,factorul stimulator al angiogenezei.Ex. : IL-1 intervine in proliferarea si diferentierea limfocitelor B,exprima receptorii,anticorpogeneza(direct sau prin intermediul limfocitelor Th),induce exprimarea de receptori si sinteza altor citokine(pentru IL-2),stimuleaza functia celulelor efectoare,activeaza celulele endoteliale.Activitatea citotoxica a macrofagelor.M-fagele participa la functia de supraveghere imunitara a organismului,avand rolul de a detecta si elimina,pe cale nefagocitara,orice celule mutante sau care,pe alte cai,au dobandit caractere non-self,care ar putea genera o clona anormala.Omorarea celulelor maligne se poate produce prin doua mecanisme,incomplet elucidate :citotoxicitate specifica si nespecifica :a)Citotoxicitatea specifica implica interventia LT si recunoasterea unor Ag specifice,inainte ca Mf.sa-si exercite actiunea ;se produc astfel asa-numitele Mf. « armate »,citotoxic specifice ;Mf.pot inhiba crestera sau pot omora celulele tumorale prin fenomenul de ADCC(citotoxicitate anticorpo-dependenta),in care celulele tumorale invelite in anticorpi interactioneaza cu receptorii Fc de pe suprafata Mf.-lor,care se comporta ca celule Killer ;b)Citotoxicitatea nespecifica evolueaza ca o functie naturala,influentata de o serie de stimuli chimici si biologici.

Mecanismele biochimice ale citotoxicitatii M-fagelor.-TNF(tumor necrosis factor)-proteina de 17300 Da,activa pe celule tumorale ;-efectul metabolitilor O₂ produsi de M-fage,care lezeaza direct sau potenteaza efectul citotoxic ;-alti factori citotoxici :proteinaze,C₃a,stimularea celulelor NK,o deaminaza(arginaza)care determina depletia arigininei cu efect citostatic,de inhibare a cresterii celulelor tumorale ;-actiunea NO₃ si a intermediarilor reactivi ai azotului,activi si pe patogenii intracelulari.Activitatea citotoxica se manifesta si in apararea antivirala.M-fagele elimina celulele infectate cu virusuri,fie direct(prin fagocitoza),fie indirect,prin actiunea IFNα produs,care stimuleaza citotoxicitatea celulelor Tc si/sau NK.

38.Functiile macrofagelor.Datorita capacitatii definitorii de fagocitoza si activitatii secretorii,macrofagele indeplinesc in organsim mai multe functii :I.Functia de epurare(citocateretica)este o functie dominanta sub raport cantitativ,ce consta in indepartarea celulelor senescente/moarte si degradarea la subunitati chimice care vor fi reutilizate ;recunoasterea acestor celule se face datorita pierderii acidului sialic din membrana lor si epuizarii ATP,datorita unor Ig preformate,prezente in serul normal.M-fagele splenice preiau Fe din Hb si il cedeaza transferinei(proteina chelatoare de Fe sintetizata de M-fage)care il transporta in maduva osoasa.Macrofagele participa si la procesele complexe care asigura vindecarea leziunilor inflamatorii si a ranilor infectate.II.Functia antixenica consta in indepartarea particulelor straine prin fagocitoza.Reprezinta expresia cea mai impresionanta a rolului endocitozei si al macrofagelor in fiziologia organismelor multicelulare,constituind o bariera antiinfectioasa,chiar daca,din punct de vedere cantitativ,aceasta functie este de importanta secundara.III.Functia imunitara-macrofagele au numeroase functii esentiale in inductia si reglarea raspunsului imun,care se realizeaza prin cooperarea M-gelor cu limfocitele.M-fagele intervin in imunitatea mediata celular,umoral,in hipersensibilitatea de tip intarziat ;prezinta si o activitate citotoxica.Principalele modalitati de participare a M-fagelor in imunitate sunt urmatoarele :a)Inglobarea si prelucrarea Ag-lor.Dupa inglobare,Ag-le sun expuse unui catabolism partial,rezultand macromolecule cu g.m. mica,dar cu o imunogenitate amplificata ;un procent mic de Ag este mentinut in M-fage intr-o forma protejata de degradare si eliminare,iar restul(Ag prelucrat)este expus pe membrana M-fagelor.b)Prezentarea Ag-lor.M-fagele au un rol esential in prezentarea Ag-lor catre celulele Th,Tc si LB,ca si in eliberarea unor cantitati mici de Ag imunogen timp indelungat ;c)Cooperarea dintre M-fage-LT-LB este necesara pentru realizarea ambelor forme de raspuns imun :-imunitatea mediata umoral :diferentierea LB este dependenta de prezenta M-fagelor stimulate si a limfocitelor Th,fiind necesar un scurt contact ;-imunitatea mediata celular :interactiunea dintre M-fage si LT este esentiala ;LT sensibilizate produc mediatori specifici ai imunitatii mediate celular,produsi in tesutul limfoid regional ;de ex. :MIF(macrophage inducing factor)stimuleaza localizarea M-fagelor circulante in tesutul infectat ;alte limfokine amplifica endocitoza si activitatea microbicida.*pentru a interactiona eficient,macrofagele si LT trebuie sa fie histocompatibile,respectiv sa expuna pe membranele lor molecule CMH cls.II identice.

39.Caracterizarea generala si stadii de diferentiere ale leucocitelor PMN.(pagina 153)

40.Etapele procesului de fagocitoza realizata de PMN neutrofile.Sisteme microbicide ale PMNN(enumerare,eficienta).(pagina 153)

41.Prezentarea comparativa a caracteristicilor organelor limfoide primare si secundare.Caracteristica Organe limfoide primare Organe limfoide secundare1.Momentul dezvoltarii in embriogeneza

Timpuriu Tardiv

2.Proveninenta celulelor care populeaza organul

Din celule-stem Din celule instruite in organele limfoide primare

3.Populare cu celule limfoide precursoare sau mature

Timpuriu,perinatal Dupa nastere

4.Proliferarea celulara la nivelul organului

In absenta Ag In prezenta Ag

5.Activitatea hormonala Prezenta Absenta6.Simbioza limfoepiteliala Prezenta Absenta7.Existenta ariilor de dependenta celulara

Absente Prezente

8.Starea organului pe parcursul vietii

Involueaza odata cu varsta Se pastreaza nemodificat

9.Circulatia limfocitelor la nivelul organului se face

Intr-un singur sens In dublu sens

10.Efectul extirparii asupra raspunsului imun

Reactiile imune sunt profund alterate,cu atat mai mult cu cat se produce mai timpuriu

Reactiile imune sunt nesemnificativ alterate.Organe numeroase

11.Functia esentiala Centre de proliferare,maturare si diseminare a limfocitelor

Locul intalnirii dintre limfocitele mature si Ag,deci adevarate focare ale raspunsului imun

42.Timusul-structura si functii.Timusul este un organ limfoid primar,reprezentand locul de maturare al limfocitelor T.Este alcatuit din doi lobi,uniti printr-un istm si inveliti intr-o capsula fibroasa.Celulele stem multipotente migreaza din sacul vitelin si ficatul embrionar si la adult din maduva osoasa,in zona corticala a timusului,unde prolifereaza generand timocite care se gasesc in diferite stadii de diferentiere.Pe masura maturarii,se deplaseaza in zona medulara unde isi dobandesc imunocompetenta,dupa care parasesc organul prin vasele eferente.Vasele limfatice aferente timusului lipsesc,iar arteriolele din zona corticala formeaza o retea de capilare care,trecand prin zona medulara,se unesc formand sinusuri venoase.Jonctiunea cortico-medulara functioneaza ca o sita moleculara.In zona medulara se gasesc corpusculii Hassal,formati din celule epiteliale,strans apropiate,concentrice ;in centrul acestor formatiuni,celulele incep sa degenereze,fiind inlocuite de altele venite din exterior.Celulele epiteliale au pe suprafata lor Ag codificate de CMH.Numarul acestor corpusculi Hassal si dimensiunile lor,cresc odata cu varsta individului si cu « experienta imunologica »,respectiv impactul cu unele boli contagioase.Se pare ca aceste celule epiteliale ar avea functii fagocitare si endocrine.Astfel,in zona medulara sunt sintetizate glicoproteine,adevarati hormoni(timostimulina,timopoetina,timozina)care stimuleaza limfopoieza si procesele de diferentiere si maturare a limfocitelor T atat in timus,cat si in afara organului,determinand mai exact aparitia unor receptori membranari,cum ar fi si TCR care asigura imunocompetenta,respectiv capacitatea de a recunoaste specific Ag-le.La nivel cortical,in timocite se produc rearanjari ale genelor care codifica TCR.Se pare ca influenta micromediului timic ar fi absolut necesara dobandirii imunocompetentei.Functia endocrina a timusului a fost demonstrata histologic si experimental.Mitoza la nivelul acestui organ este foarte activa,timusul fiind cel mai bogat organ limfoid in ADN si cu toate acestea organul ramane la dimensiunile normale,rezultand ca un numar mare de celule sunt distruse.La fiecare 4 zile,95%din populatia celulara a timusului este inlocuita de celule tinere,doar restul de 5% fiind celule cu viata lunga,care migreaza in circulatie.La nivelul timusului exista celule dendritice(cu functii de macrofage)care poarta pe suprafata lor Ag de histocompatibilitate,respectiv

molecule CMH,de clasa I si II.Timocitele invata sa recunoasca aceste Ag,sa le deosebeasca de cele straine si sa reactioneze fata de acestea,tolerandu-le pe cele proprii.Functiile timusului au fost stabilite experimental prin ablatia chirurgicala(timectomie)sau prin iradiere.Daca aceste proceduri au fost realizate timpuriu,s-a observat diminuarea numarului de limfocite circulante si diferite tulburari,cum ar fi :diminuarea raspunsului in Ac fata de Ag timodependente,incapacitatea de a respinge grefele histoincompatibile,ca si de a dezvolta reactii de hipersensibilitate intarziata.Ablatia tardiva la animalele adulte este bine tolerata,nu determina efecte severe,decat dupa perioade lungi de timp(luni-la soareci,ani-la om).Explicatia acestei tolerante,ar fi aceea ca LT din organele limfoide secundare ar fi suficiente numeric si functional pentru a compensa lipsa functiilor timice.Sindromul Di George este o boala genetica ce se caracterizeaza prin aplazie timica si a ganglionilor paratiroidieni datorita unor anomalii de dezvoltare a embrionului.

43.Maduva osoasa si functiile sale.Etapele diferentierii si maturariii limfocitelor(in general).Maduva osoasa este considerata organul bursoechivalent la mamifere,de ~1200-1500 g,cu o populatie celulara foarte numeroasa.Maduva are functie dubla :a)organ limfoid generator de celule-matca(functie prezenta in perioada postnatala,ca si pe toata perioada vietii de adult,la care este singurul organ generator de celule-stem) ;aceasta functie este impresionanta din punct de vedere cantitativ,astfel s-a calculat ca un om produce intr-o viata(~70 ani) 650 kg hematii si 1000 kg leucocite ;b)organ limfoid central,de diferentiere si dobandire a imunocompetentei,pentru LB.Diferentierea LB in perioada fetala are loc la nivelul ficatului si splinei.La copii,aproape toata maduva osoasa este activa hematopoietic ;la adulti doar maduva oaselor late ale capului si trunchiului mai este activa,in timp ce maduva oaselor lungi ale membrelor se transforma in maduva grasa,nehematogena.La nivelul maduvei hematoformatoare,in afara de celulele-stem,care au o mare capacitate de proliferare si diferentiere,se gasesc toate celelalte celule ale sangelui(hematii,PMN,celule mononucleare,megacariocite,limfocite),in diferite stadii,inclusiv stadiul final de maturare.In privinta limfocitelor,in afara de precursori,se gasesc LB mature si plasmocite(putine),dar nu si LT mature,ci doar precursori timici,care migreaza spre timus pentru maturare.Precursorii LB raman pe loc pentru maturare,iar cei care se vor diferentia in LT vor migra spre timus.Limfocitele B sunt celule efectoare ale raspunsului imun umoral,prin capacitatea ganglionilor de a sintetiza si secreta Ac liberi,care circula in umorile organismului.Deficientele imune umorale primare(innascute)se exprima prin absenta sau niveluri scazute ale principalelor clase de Ig(IgM,IgA,IgG).Cele doua tipuri de limfocite maturate la nivelul organelor limfoide primare,migreaza si se localizeaza la nivelul organelor limfoide secundare,unde are loc intalnirea cu Ag si elaborarea raspunsului imun in toata complexitatea si amploarea sa.Daca sunt stimulate de intalnirea cu Ag specific,prolifereaza si se diferentiaza la celule efectoare si celule de memorie.Daca nu intalnesc la acest nivel Ag corespunzator,limfocitele mor(prin apoptoza).Limfocitele sunt de 100 ori mai numeroase decat neuronii.Sistemele nervos si imunitar sunt separate prin bariera hematoencefalica,care impiedica limfocitele sa intre in contact cu celulele S.N.C.La omul adult,limfocitele reprezinta 25-30% din totalul limfocitelor si 0,5-1% din greutatea corporala.Corespunzator celor doua tipuri de limfocite,T si B,care sunt celulele specifice ale S.I. si raspunsul imun este dual,imunitatea fiind mediata celular sau umoral.Diferentierea si maturarea limfocitelor se face in 2 etape :I.Faza independenta de Ag-etapa desfasurata la nivelul organelor limfoide primare,in care limfocitele isi dobandesc imunocompetenta(receptori pentru Ag)si sunt considerate celule « virgine »,pentru ca nu au venit inca in contact cu Ag-ul ;procesul se realizeaza prin rearanjari genetice si este explicat prin 2 teorii,care nu se exclud :a)teoria influentei ambientale(celulara)acorda un rol esential celulelor epiteliale de la nivelul organelor limfoide primare ;precursorii limfocitelor(celule-stem angajate pe linia T/B)vin in contact cu celulele

epiteliale care poarta markeri self-Ag de histocompatibilitate si limfocitele invata,sunt educate,sa le recunoasca ;b)teoria hormonala implica interventia hormonilor timici si ai ubicuitinei cu actiune locala si la distanta.II.Faza dependenta de Ag-limfocitele mature produse in faza anteroara sunt stimulate de contactul cu Ag,la nivelul organelor limfoide secundare ;contactul cu Ag corespunzator determina activarea limfocitelor,urmata de proliferarea clonei respective si diferentierea ei la celule mature :efectoare(cu activitati specifice),reglatoare(capabile de modularea raspunsului imun)si celule de memorie(care pastreaza amintirea primului contact cu un Ag).Fiecare etapa de diferentiere conduce la aparitia unor markeri biochimici de suprafata,caracteristici etapei respective,utilizati in practica pentru determinarea stadiului de diferentiere al celulelor.

Celule-stem din maduva osoasa

Organe limfoide primare Organe limfoide secundare recirculare

Celule angajate pe linia BBursa lui Fabricius(pasari)Maduva osoasa(mamifere)-LB mature->sange->Ggl.limfatici,splina(organ bursoechivalent)

Celule angajate pe linia T Timus---------------------------LT mature->sange,limfa->Tesuturi limfoide mucoase,cutanate

44.Ganglionii limfatici:structura si functii.Sunt organe limfatice secundare,reniforme,izolate sau grupate de-a lungul vaselor limfatice.Au o dezvoltare maxima la mamifere(la pasari sunt primitivi),la om avand dimensiuni de cativa cm pana la 2 nm.Apar in luna a III-a de dezvoltare intrauterina,in regiunea axilara si iliaca.Sunt acoperiti de o capsula neteda si compatimentati de trabecule conjunctive,care divizeaza incomplet spatiul intracapsular.Parenchimul ganglionar cuprinde trei regiuni distincte :-zona corticala superficiala(la exterior)-zona B dependenta,populata de LB ;-zona paracorticala(cortexul difuz)-zona timus independenta,populata de LT ;-zona profunda,medulara(mixta).Structura de baza este reprezentata de o retea fina de celule reticulare si fibre care alcatuiesc stroma,in ochiurile careia se gasesc limfocite T,B,plasmocite,macrofage,sinusoide limfatice,vase de sange.In regiunea corticala se afla foliculii limfoizi primari,populati de limfocite mici ;in cursul raspunsului imun evolueaza la foliculi secundari,cu o zona de proliferarea celulara,descrisa in citologie sub denumirea de centru germinativ(zona in care are loc sinteza Ac).Zona corticala este numita si zona/aria B-dependenta,timusindependenta,fiind neafectata de timectomie.Anumite LB se diferentiaza in plasmocite secretoare de IgM si IgG.Sunt sursa principala de Ac in raspunsul imun primar si ating maximum de dezvoltare dupa 4 zile de expunere la Ag.Dupa 4-7 zile anumite LB si Th migreaza in foliculii primari care evolueaza in foliculi secundari.Cand stimulul antigenic dispare,activitatea proliferativa a centrilor germinativi se reduce si foliculul revine la aspectul de folicul primar,care contine si macrofage.Regiunea paracorticala este zona timus dependenta :limfocitele dispar din aceasta zona dupa timectomie,este atrofiata la soarecele « nud »(cu aplazie timica).Zona este hipertrofiata dupa imunizarea cu Ag ce induc hipersensibilitatea intarziata.Evenimentele principale ale formarii foliculilor secundari(dupa 4-14 zile de la expunerea la Ag)sunt :-diferentierea LB in plasmocite secretoare de Ac ;-diferentierea LB in LB de memorie(numai in centrii germinativi);-maturarea afinitatii Ac-lor ;-comutarea clasei.Urmeaza migrarea unor LB si catorva Th in foliculii primari care devin secundari.

Formarea centrilor germinativi este aceeasi in toate tesuturile limfoide.In acestea exista si celule dendritice(CD)foliculare care retin complexe imune pe suprafata lor si le prezinta limfocitelor B care,stimulate,intra intr-un proces de proliferarea masiva.In aceasta faza se numesc plasmocite.Regiunea medulara are o populatie celulara mixta,predominant B-dependenta,dar contine si macrofage,plasmocite,LT.Ganglionul limfatic are o dubla vascularizatie,limfatica(5-8 vase limfatice aferente ce se varsa in sinusul marginal subcapsular)si sangvina(artera-hil->arteriole->plex capilar->venule postcapilare-cortex difuz).Functia ganglionilor limfatici este cea de filtrare a limfei(cu o eficienta de 99%,demonstrata experimental prin perfuzarea in vitro a unui ganglion cu o suspensie bacteriana).Circulatia prin ganglion permite limfocitelor sa intalneasca substantele straine,marind sansa unui numar mic de limfocite imunocompetente sa intalneasca Ag-specific corespunzator si sa reactioneze cu acesta.Ganglionii sunt structuri dinamice,fiind sediul unui flux continuu de celule,de multiplicare a limfocitelor si de initiere a raspunsului imun mediat celular si umoral,cu rol in apararea organismului.

45.Diferentierea si maturarea(ontogenia)limfocitelor T(schema);fenotipul si functiile limfocitelor Th(helper)si Tc(citotoxice/supresoare).Limfocitele T se dezvolta in 3 stadii succesive :a)stadiul pretimic(in maduva osoasa) ;b)stadiul intratimic(LT sunt « educate » la acest nivel si isi dobandesc imunocompetenta),aceste prime 2 stadii fiind independente de Ag ;c)stadiul posttimic,la nivelul organelor limfoide secundare,dupa migrarea limfocitelor(educate de timus)si intalnirea cu Ag,diferentierea facandu-se sub influenta acestuia.Studiul corelativ al particularitatilor fenotipice/functionale ale LT periferice a dus la impartirea lor,in functie de exprimarea Ag-lor CD4 si CD8,in 2 subpopulatii celulare,care sunt din punct de vedere functional mutual exclusive :I.Limfocitele Th.Limfocitele care prezinta markerul membranar CD4/T4,se noteaza ca celule CD4+/T4+ si asa sunt desemnate limfocitele acestei subpopulatii,inainte de intalnirea cu antigenul specific.Celulele latente activate de catre Ag specific prezentat de catre celulele prezentatoare de antigen(CPA)in asociere cu molecule CMH cls.II,prolifereaza(expansiunea clonala)si se diferentiaza la celule efectoare numite LT ajutatoare/Th(helper).Celulele CD4+ necesita 2 semnale pentru a fi activate :a)receptorul T celular(TcR)recunoaste si leaga Ag-ul asociat cu molecule CMH cls.II,care sunt recunoscute de markerul CD4,recunoasterea fiind deci dubla :self/non-self ;b)co-stimulul reprezentat de markerii CD80 si CD86 de pe membrana celulelor CPA(celule dendritice,care deriva din maduva osoasa si se gasesc in orice tip de tesut),care recunosc si interactioneaza cu markerul CD28 de pe membrana celulelor CD4+.Functii :-stimuleaza LB sa prolifereze si sa se diferentieze la plasmocite,secretoare de Ac ;-stimuleaza Tc sa actioneze asupra celulelor-tinta :celule tumorale,infectate cu virusuri ;-stimuleaza activitatea celulelor NK ;-interactioneaza cu macrofage in cursul raspunsului imun ;-stimulate,produc IL,mai ales IL-2 (limfokina care activeaza alte subpopulatii celulare).Rezulta rolul central al limfocitelor Th in declansarea raspunsului imun mediat celular si umoral,majoritatea antigenelor naturale fiind timodependente si necesitand interactiunea Th-LB,pentru sinteza de Ac.II.Limfocitele Tc/s.Tc=celule de tip efector,care determina liza celulelor straine :infectate cu virusuri,tumorale,grefe incompatibile.Ts=rol in stoparea raspunsului imun,contribuie la inducerea tolerantei fata de self,desavarsesc educatia LT din timus ;in caz de deficiente-boli de tip autoimun.Deoarece toate organismele contin aceleasi sisteme embrionare de gene pentru Ig si TCR si deci au acelasi potential de raspuns imun,este evident ca

toleranta fata de self trebuie dobandita(in timus educatia limfocitelor de a discrimina self-ul de non-self este o proprietate cheie a S.I.).Celulele T8 recunosc moleculele CMH I,in asociere cu Ag strain=recunoastere asociata,dubla,cu restrictie genetica.Concluzii.LT recunosc Ag expuse pe suprafata celulelor,produc limfokine(IL,IFN,factori de crestere si de diferentiere a diferitelor celule imunitare),induc sinteza si exprimarea receptorilor pentru limfokine,dezvolta functii citotoxice.LT mature au o importanta fundamentala :activitate antivirala,antifungica,antitumorala si de respingere a grefelor-reactii ale imunitatii mediate celular.Fenotipul LT.In cursul trecerii din maduva spre cortexul timic si medulara,LT sufera procese de diferentiere care se traduc prin :dobandirea unor functii specializate si a unor markeri biochimici de suprafata :receptori implicati in recunoasterea Ag,in cooperari,ca si receptori membranari cu functii necunoscute ;acesti markeri sunt exprimati in diferite faze de diferentiere-caracterizati si evidentiati cu ajutorul AMC marcati :IF,citometrie in flux.Markeri ai LT :

o CD40=rol major in activarea LT naive antigen specifice ;o T11=CD2=markerul E=rozetarea Ho-marker timpuriu,implicat in activare(determina formarea de

rozete totale) ;o T10=prezent pe celulele-stem,pe unele LB si pe celulele LT activate ;o T9=receptor pentru transferina,prezent pe LT activate ;o T8=prezent pe Tc si Ts ;o T6=prezent la timocite,dispare in cursul maturarii ;o T4=prezent pe Th(determina oromarea rozetelor de mare afinitate) ;o T3=asociat cu RTC(T idiotype),asigura transductia semnalului legarii Ag,in celula ;o T1=echivalent al Ag-ului Thy-1 de la soarece ;

Toate LT au receptori pentru mitogeni :PHA si ConA.In sangele periferic la om,LT mature :-TH-T1+3+4+11+ si Ts/c-T1+3+5+8+11+.

46.Restrictia CMH a raspunsului imun mediat celular:mecanism si semnificatie.

47.Diferentierea si maturarea(ontogenia)limfocitelor B(schema).Limfocitele B isi au originea in celulele stem din maduva osoasa.Etapa initiala de diferentiere,independenta de Ag trece prin stadiile de celule B medulare,celule pre-B,celule B mature imunocompetente.In etapa a II-a,ca urmare a intalnirii cu Ag,LB mature sunt activate si sufera un proces de proliferare intensa,de expansiune clonala,proces asociat cu o diferentiere dependenta de Ag(stimulata de Th si reglata de Ts),la celule terminale=plasmocite secretoare de Ac,si LB de memorie,cu viata lunga.Fiecare LB matur,in repaus(inainte de intalnirea cu Ag)sintetizeaza cantitati mici dintr-un tip de Ig caracteristice,care raman legate de membrana LB(IgM,IgD),ca molecule-receptor pentru Ag(BCR),asemanatoare unor antene de detectare a Ag-lor.Fiecare clona de LB este programata genetic sa produca un anumit tip de Ig si capabile sa recunoasca un anumit Ag.In repaus,LB au receptori de mica afinitate pentru IL-2,dar dupa stimulare exprima receptori de mare afinitate pentru IL-2 care determina proliferarea si secretia de IgM.Etapa de diferentiere independenta de Ag.La nivelul maduvei,din celulele stem deriva precursorii LB,dintre care supravietuiesc numai cei care isi rearanjeaza eficient linia germinala si care se acumuleaza in spatiile sinusoidale,aproape de sinusul central,de unde trec in circulatie ca celule virgine.Majoritatea mor in maduva(95% la oaie),fiind rapid fagocitate,precursorii fiind supusi aici primei selectii la care rezista doar cele care sintetizeaza intracitoplasmatic lantul μ,apoi L si δ si care in final exprima receptorii IgM si IgD.In circulatie LB sunt supuse la a II-a selectie,majoritatea avand viata scurta,fiind omorate si depozitate in splina(in pulpa rosie).Celulele care rezista ajung in ariile B-dependente din ganglioni si splina unde traiesc 6-8 saptamani.Daca nu intalnesc Ag corespunzator mor,fiind inlocuite cu altele.

Daca intalnesc Ag-ul urmeaza a III-a selectie,si etapa de diferentiere dependenta de Ag in care au loc hipermutatii somatice,cu evolutie spre plasmocite si LB de memorie.Plasmocitele secreta Ac liberi in circulatie,solubili,identici ca specificitate cu IgM(BCR=receptorul pentru Ag).Plasmocitele au o durata de viata de 2-3 zile.Celulele care evolueaza spre plasmocit incep sa-si dezvolte masinaria de sinteza a Ac-lor :isi pierd receptorii de membrana,se dezvolta R.E.,aparatul Golgi,creste numarul poliribosomilor,ceea ce demonstreaza ca functia esentiala a LB este cea de sinteza si secretie de Ig.La inceput sintetizeaza IgM,apoi se comuta clasa la IgG.Capacitatea de sinteza este foarte mare :10.000 molecule de Ig/sec.Dupa formare,au loc reactii Ag-Ac,care conduc la neutralizarea si eliminarea Ag-lor si a celulelor care le poarta(prin fagocitoza opsonica sau activarea SC).Au fost evidentiate si LB prezentatoare de Ag(CPA)si LB supresoare,ceea ce inseamna ca LB intervin in procese de cooperare si reglare ale raspunsului imun.Distributia lor in organele limfoide este diferita si opsua celei a LT.Antigenele care stimuleaza LB sunt reprezentate de diferite molecule din alimente,de MO ale microbiotei normale sau invadante.Bacteriile indigene sunt considerate un set de Ag quasi-self,cu rol efectiv in diferentierea LB.

48.Raspunsul imun:definitie,clasificare,eficienta si evolutia raspunsului imun(schema).Raspunsul imun este reprezentat de ansamblul fenomenelor declansate de interactiunea specifica a celulelor S.I. cu antigenele.Acesta implica activarea celulelor mature,imunocompetente,reactive fata de antigene prin prezenta de receptori Ac-specifici pe suprafata lor,capabile de proliferare si diferentiere,prin care rezulta diferitele tipuri de celule efectoare si de memorie,capabile de declansarea unui raspuns imun accelerat la reintalnirea ulterioara cu acelasi antigen.Desfasurarea raspunsului imun implica si participarea unor celule denumite “accesorii”(macrofage,celule dendritice,celule Langerhans,celule interdigitale,libere si fixe)care,in realitate,au un rol esential in prelucrarea si “prezentarea” antigenelor,cat si in producerea si eliberarea unor substante care influenteaza diferitele manifestari ale raspunsului imun.Raspunsul imun poate fi mediat umoral(R.I.M.U.)si mediat celular(R.I.M.C).In plus,raspunsul imun are doua laturi:raspuns imun primar si secundar.R.I.M.U.se realizeaza cu participarea anticorpilor si este dependent de limfocitele B.Acesta este eficient fata de majoritatea antigenelor solubile timoindependente(TI)inoculate pe diferite cai,fiind activ in infectii bacteriene(opsonizare),reinfectii virale(neutralizarea virionilor),neutralizarea toxinelor si hipersensibilitatea de tip imediat(anafilaxie,atopie).R.I.M.C.este asigurat de catre celule efectoare,respectiv de catre limfocitele T.Este eficient fata de antigenele timodependente(TD),adica in infectii virale,fungice,bacteriene,inclusiv infectii cu bacterii parazite intracelular.De asemenea,asigura imunitatea antitumorala,respingerea grefelor alogenice si hipersensibilitatea de tip intarziat.Aceasta separare a raspunsului imun in umoral si celular este artificiala,deoarece cele doua componente interactioneaza sinergic,iar diferitele citokine pot activa/inhiba,in mod preferential,unul sau ambele tipuri de raspuns.