Podstawy immunologii Układ limfatyczny

Immunologia - nauka o odporności

Ø Odporność – reakcja komórek i tkanek na obce substancje lub patogeny, jak mikroorganizmy (bakterie, wirusy), parazyty, białka, polisacharydy

ü Odporność wrodzona lub naturalna – najprostszy mechanizm ochronny, występujący bez wcześniejszej ekspozycji do patogenu i wywołuje szybką odpowiedź. Stanowią ją:

§ Powierzchnie nabłonkowe (nabłonek w-wy płaski, nabłonki błon śluzowych) )

§ Połączenia zamykające pomiędzy komórkami nabłonków § Bariery fizjologiczne § Neutrofile § Makrofagi z właściwościami fagocytarnymi § Komórki NK § Liczne białka (cytokiny, białka układu dopełniacza)

Immunologia jako nauka o odporności

ü Odporność nabyta – u osoby, eksponowanej na działanie patogenu. Uczestniczą w niej limfocyty oraz cytokiny, w odpowiedzi na działanie patogenu lub antygenu wywołują odpowiedź immunologiczną.

Dwa typy odpowiedzi na antygen: v Odpowiedź za pośrednictwem przeciwciał produkowanych przez

plazmocyty, zw. odpowiedzią humoralną i oddziałuje na antygeny zlokalizowane poza komórką lub związane z jej powierzchnią

v Odpowiedź typu komórkowego, która wymaga tego, aby antygen został sfagocytowany i następnie zaprezentowany

Komórki układu immunologicznego

Komórki układu immunologicznego

ØLimfocyty B i T

ØKomórki (APC) prezentujące antygenAntigen – presenting cells§ makrofagi§ limfoidalne komórki dendrytyczne§ komórki dendrytyczne grudek limfatycznych węzłów limfatycznych§ komórki M nabłonka limfoidalnego jelit§ komórki Langerhansa naskórka

ØKomórki tuczne Fc receptor (IgE)

ØGranulocyty

LeukocytyGranulocyt

LimfocytyLimfocyty B i T - są zdolne do odpowiedzi immunologicznej, czyli rozpoznania i reagowania na obce antygeny

Erytrocyty

Antygen – substancje, które mają następujące właściwości: üImmunogenność – zdolność do wywoływania odpowiedzi immunologicznej,

przejawiającej się wytwarzaniem przeciwciał z uczulonych limfocytów üZdolność do swoistej reakcji z produktami odpowiedzi immunologicznej:

immunoglobulinami lub uczulonymi limfocytami

Limfocyty B (Bone marrow derived lymphocyte)

Odpowiedzialne za wywoływanie odpowiedzi typu humoralnego, produkcję przeciwciał

Limfocyt B → Limfoblast → Plazmocyt → Ig

Limfocyty T

a) T helper (Th1 i Th2) CD4 + (pomocnicze)

b) T cytotoksyczne (Tc) CD8+

c) T supresorowe (Ts) CD8+

d) T pamięci immunologicznej

Długo żyjące, komórki immunokompetentne

Uczestniczą w odpowiedzi typu komórkowego. Nabywają, jako tymocyty, kompetencji pod wpływem grasicy (Thymus). • w korze nabywają specyficznych markerów CD (Cluster of differentiation) – błonowe białka integralne: CD2, CD3, CD4, CD8 • W rdzeniu niektóre tymocyty tracą CD4 i stają się CD8+,

inne tracą CD8 i stają się CD4+

Subpopulacje limfocytów T

Komórki NK (Natural Killer)

Null cells ok. 5% limfocytów krwi spontaniczna (bez uczulenia) cytotoksyczność wobec

komórek infekowanych lub nowotworowych

NK cell

Target cell

Komórki prezentujące antygen (APC)

Makrofagi

Monocyt

Komórki dendrytyczne

IL-1 → aktywacja ThProstaglandyna E2 (PGE2) → hamowanie reakcji immunologicznej

Komórka dendrytyczna człowieka

makrofag

Antygeny zgodności tkankowejv Główny układ zgodności tkankowej (Major Histocompatibility Complex) MHC.

Antygeny odpowiedzialne za odrzucanie przeszczepu allogenicznego - antygeny zgodności tkankowej lub transplantacyjne. Zespół kodujących genów – główny układ zgodności tkankowej.

MHC – glikoproteiny

MHC klasy I MHC klasy II Powierzchnia wszystkich komórek Na powierzchni komórek jądrzastych, w niewielkich ilościach immunokompetentnych na erytrocytach i zrębu grasicy

v Główny układ zgodności tkankowej człowieka zwany jest układem HLA I i II)(Human Leukocyte Antigens), wykryty po raz pierwszy na krwinkach białych

Wszystkie limfocyty T (z wyjątkiem komórek T pamięci immunologicznej) rozpoznają te epitopy, które są związane z cząsteczką klasy I lub klasy II HLA

Przeciwciała (immunoglobuliny)

Glikoproteiny syntetyzowane przez komórki plazmatyczne

v IgG – ok. 75% Ig surowicy krwi. Przenika przez barierę krew-łożysko.

v IgM – ok. 10% Ig surowicy krwi.. Pierwsze przeciwciałow życiu osobniczym, produkowane przez limfocyty B, nie pobudzone

antygenem.

v IgA – w niewielkiej ilości w surowicy krwi i jest głównym przeciwciałem wydzielin (ślina, łzy, mleko, śluz).

v IgE – wiąże się z receptorami powierzchni komórek tucznych oraz granulocytów zasadochłonnych, powodując ich degranulację

v IgD – Wspólnie z IgM pojawia się w błonie komórkowej wielu limfocytów B, jako jedno z pierwszych przeciwciał w życiu osobniczym.

Układ dopełniacza Wieloskładnikowy system enzymatyczny. Grupa ok. 30 białek surowicy krwi, które powodują lizę bakterii i innych komórek Ø(1) Aktywacja na drodze klasycznej (kompleks antygen-przeciwciało) Ø(2) Aktywacja na drodze lektynowej – wiązanie mannozy lektyn powierzchni

komórek z węglowodanami powierzchni patogenuØ(3) Alternatywna droga aktywacji (spontaniczna aktywacja składnika C3 )

(1)

(3)(2)

Układ limfatyczny

1. Dyfuzyjna tkanka limfatyczna. Głównie w błonie śluzowej układu żołądkowo-jelitowego i układu oddechowego. Utworzona z nie otoczonych torebką łącznotkankową komórek limfoidalnych lub grudek limfatycznych

2. Tkanka limfoidalna otoczona torebką łącznotkankową.

Narządy limfatyczne centralne: szpik kostny, grasica oraz obwodowe: węzły limfatyczne, śledziona, migdałki. Komórki budujące - limfocyty B i Toraz komórki towarzyszące – APC, inne)

Dyfuzyjna tkanka limfoidalna Ze względu na miejsce występowania komórek limfoidalnych zwana jest tkanką

limfatyczną związaną z błoną śluzową (MALT)

MALT Mucosa-associated lymphoid tissue

BALT GALTBronchus-associated lymphoid tissue Gut-associated lymphoid tissue

Tkanka limfatyczna występująca w oskrzelach Tkanka limfatyczna związana z jelitem BALT i GALT - rozproszone komórki immunokompetentne oraz grudki limfatyczne

izolowane (pojedyncze)

Kępki Peyera – część składowa GALT - agregaty grudek limfatycznych (grudki skupione w jelicie krętym)

Narządy układu limfatycznego Centralne v Szpik kostny (limfocyty B)v Grasica (limfocyty T)

Obwodowe v Węzły limfatyczne v Śledziona v Migdałki

Szpik kostny

Grasica

Szpik kostny

Grasica Niedojrzałe immunologicznie limfocyty (tymocyty) ze szpiku kostnego różnicują się w dojrzałe limfocyty T

Kora Rdzeń

K KR

R

Inwolucja Grasicy

v Zrąb grasicy - komórki siateczkowate pochodzenia nabłonkowego.(endoderma)

v Inne elementy – torebka łącznotkankowa i przegrody, naczynia, tymocyty, limfocyty T, makrofagi, komórki dendrytyczne – mezenchyma

W inwolucji uczestniczą hormony steroidowe

1.Thymus capsule2. Thymic nurse cells3. Connective tissue septa with blood vessels4. Subcapsular epithelium

(blood-thymus barrier)5. Cortical epithelial cells6. Medullar epithelial cells 7. Dendritic cells (from the bone marrow)8. Hassall's corpuscle (histological picture)9. Macrophages (from the bone marrow)

A. CortexB. Medulla

Komórki zrębu – czynnik transkrypcyjny Foxn1, regulujący różnicowanie komórek zrębu kory i rdzenia grasicy,przed przybyciem tymocytów.Mutacja genu – brak grasicy.

14 tydzień

Grasica

Komórki nabłonkowe kory

Połączenie kora-rdzeń

Komórki dendrytyczne pochodzące ze szpiku tylko w rdzeniu

Komórki nabłonkowe rdzenia

Ciałka Hassala

Makrofagi pochodzenia szpikowego (monocyty)

Podtorebkowe komórki nabłonkowe

W korze komórki zrębu posiadają na swej powierzchni cząsteczki MHC I i MHC II wymagane dla rozwoju Th (CD4+), Tc i Ts (CD8+)

Kora

MHC I + antygen własny = CD8 +

MHC II + antygen własny = CD4+

Tymocyty – komórki podwójnie negatywne:CD4− oraz CD8−

Limfocyty − receptor komórek T (TCR), CD4 oraz CD8

SELEKCJA POZYTYWNAKomórki podwójnie pozytywne

Bariera krew-grasica

Zlokalizowana w korze grasicy. Elementy bariery: ü Śródbłonek naczyń z połączeniami

zamykającymi ü Błona podstawna ü Komórki nabłonkowe kory połączone

desmosomami

Funkcja sekrecyjna grasicy ØTymozyna alfa ØTymopoetyna ØTymulina ØGrasiczy czynnik humoralny ØTymostymulina

Ciałko grasicze

Komórki zrębu rdzenia produkują czynnik transkrypcyjny aire -tkankowo specyficzne białko własne, które pozwala na eliminację

limfocytów T, rozpoznających własne antygeny, jako obce (autoreaktywne limf. T). Mutacja genu aire – choroby autoimmunologiczne.

Ciałka grasicze produkują cytokinę – limfopoetyna zrębu grasicy, stymuluje komórki dendrytyczne grasicy do wspomagania dojrzewania limfocytów T CD4+ i CD8+

Grasica Rdzeń

Dojrzewanie limfocytów T w grasicy

Podwójnienegatywne

(DN)

Podwójniepozytywne

(DP)

Limfatyczne narządy obwodowe

Tkanka łączna właściwa siateczkowa

Pasmo zagęszczenia Ośrodek rozmnażania

B

Pochodzenie mezenchymatyczne

Grudka limfatyczna

Włókna siateczkowe (kolagen typu III)

Limfocyty B (IHC)

Ośrodek rozmnażaniaProliferaujące limfocyty

Węzły limfatyczne (chłonne)

Naczynia limfatyczne doprowadzające

Zatoki brzeżne

Zatoki promieniste

Zatoki rdzenne

Węzły limfatyczne

Kora Strefa podkorowa

Rdzeń

Strefa grasiczozależna (limfocyty T)Strefa grasiczoniezależna (limfocyty B)

HEV

Węzły limfatyczne

Naczynia limfatyczne doprowadzające

Zatoka brzeżnaZatoka promienista

Grudka limfat.Kora

Strefa podkorowa

HEV

RdzeńZatoka rdzenna Zatoka rdzenna

Naczynie limfatyczne odprowadzające

Przedziały czynnościowe w węźle limfatycznym

Węzeł chłonny § interakcję pomiędzy antygenami

a komórkami limfoidalnymi § główne miejsce rozwoju komórek

limfoidalnych podczas odpowiedzi immunologicznej § zawiera limfocyty B (grudki chłonne),

limfocyty T (strefa podkorowa), komórki plazmatyczne i makrofagi (rdzeń)

§ większość limfocytów dociera do węzła drogą wyspecjalizowanych żyłek o wysokim śródbłonku (HEV) § antygeny z tkanek docierają do węzła

w limfie, która przepływa systemem zatok

Węzły limfatyczne – funkcja

v Filtrują limfę i zatrzymują antygeny (zatoki) v Niszczą i prezentują antygeny (komórki dendrytyczne) v Są miejscem proliferacji limfocytów B (grudki limfatyczne)

i limfocytów T (strefa przykorowa) v Są miejscem różnicowanie limfoblastów w limfocyty B i T efektorowe v Są miejscem wydzielania przeciwciał przez limfocyty B → komórki

plazmatyczne

W węzłach limfatycznych znajdują się wszystkie komórki potrzebne do odpowiedzi immunologicznej.

Węzły limfatyczne zatrzymują 99% antygenów

Węzły limfatycznePrzerzuty nowotworów do węzłów chłonnych

Zatoki brzeżne

Zatoki promieniste

Antygeny (bakterie, komórki nowotworowe) docierają do węzła limfatycznego: ØZatrzymanie w węźle limfocytów

krążących, zdolnych do odpowiedzi na antygen (może doprowadzić do zniszczenia antygenu). Antygeny lokują się głównie na komórkach dendrytycznych (komórki dendrytyczne grudek limfatycznych i splatające stref grasiczozależnych)

ØIntensywna proliferacja limfocytów B w grudkach – wytwarzanie przeciwciał, intensywna proliferacja limfocytów T w strefie przykorowej

Powiększenie węzłów

Śledziona

MB

MC

v Miazga biała (5 – 20% całej masy śledziony) v Miazga czerwona

Zrąb – tkanka łączna siateczkowa Pochodzenie mezenchymatyczne

Torebka łącznotkankowa

Przegrody łącznotkankowe

Unaczynienie śledziony

Beleczka łącznotkankowa

Tętnica beleczkowaŻyła beleczkowa

Zatoki śledzionowe

Naczynia włosowate elipsoidalne

Tętniczki pędzelkowte

Sznury śledzionowe

Miazga biała

Strefa brzeżna

Tętnica centralna

Tętnice promieniście dochodzące do strefy brzeżnej

Zatoki przybrzeżne

Kom. APC

Zatoki brzeżne

Sieć zatok strefy brzeżnej

Strefa grasiczozależna

Tętnica śledzionowa → Tętnice beleczkowe→ Tętnice centralne (tętniczki i naczynia włosowate zaopatrujące miazgę białą) →Tętniczki pędzelkowe (elipsoidalne) otoczone pochewką z makrofagów → naczynia włosowate sinusoidalne (zatoki śledzionowe) - komórki śródbłonka pręcikowe → żyły miazgowe → żyły śledzionowe

Krążenie otwarte – krew z tętniczek pędzelkowych wylewa się bezpośrednio do miazgi czerwonej Krążenie zamknięte – krew z tętniczek wpływa do zatok śledzionowych

Obecne tylko naczynia limfatyczne odprowadzające. Są nieliczne i znajdują się jedynie w torebce łącznotkankowej.

Grudka limfatyczna

Tętnica centralna

Ugrupowania limfocytów B i T (Grudka limfatyczna z ośrodkiem rozmnażania – limfocyty B).

Limfocyty T (głównie Th) (PALS), nieregularne osłonki wokół tętnicy centralnej. Tętnica centralna w grudce l mimośrodkowo

Miazga biała śledziony

v tętniczki pędzelkowe otoczone warstwą makrofagów v zatoki śledzionowe v komórki siateczki stanowiące zrąb v sznury komórkowe (śledzionowe) v wszystkie typy komórek krążącej krwi

Z

Sznury

Miazga czerwona śledziony

Funkcja śledziony

ØFiltr krwi zatrzymujący antygeny niszczone przez makrofagi i granulocyty ØPrezentacja antygenów limfocytom ØMiejsce proliferacji limfocytów B (ośrodki rozmnażania grudki limfatycznej

miazgi białej) i limfocytów T (strefa PALS) ØProdukcja przeciwciał ØNiszczenie zużytych erytrocytów ØRezerwuar krwi

Migdałek podniebienny

Strefa grasiczozależna – pomiędzy grudkami limfatycznymi

Nabłonek limfoidalny

Narząd parzysty

Migdałek językowy

Ø Zazwyczaj kilka. Umiejscowione u nasady języka Ø Pokryte nabłonkiem wielowarstwowym płaskim Ø Obecność jednej krypty, wzdłuż której grudki limfatyczne

Migdałek gardłowy

ØNarząd pojedynczy w tylno-górnej części gardła ØPokryty nabłonkiem wielorzędowym walcowatym

urzęsionym ØCzęściowo nabłonek wielowarstwowy płaski ØBrak krypt

Nabłonek limfoidalny

W nabłonku obecne limfocyty, w mniejszejlub większej ilości oraz komórki M

Limfocyty śródnabłonkowe

Wyrostek robaczkowy Migdałek podniebienny

Dwunastnica

Bariera immunologicznaJama ustna • lizozym • IgA

Ściana jelita

Komórka M

Enterocyt

Limfocyt

Bariera immunologiczna v Komórki M (dendrytyczne) nabłonka limfoidalnego

błony śluzowej v Limfocyty śródnabłonkowe v Grudki limfatyczne utworzone z limfocytów B v Limfocyty T (pomiędzy grudkami strefy grasiczozależne) v Komórki Panetha – lizozym v IgA w formie dimeru w śluzie na powierzchni kosmków

Bariera mechaniczna ØPołączenia zamykające w części szczytowej komórek nabłonka jelit ØŚluz pokrywający powierzchnie kosmków

Jelito

Grudka limfatyczna

Komórki M

Krążenie limfocytów