1

FIZIOLOGIJA I M U N I T E T A (IMUNOSTI)FIZIOLOGIJA I M U N I T E T A (IMUNOSTI)

Imunologija je nauka koja proučava fiziološke odbrambene procese kojima organizam prepoznaje, razara, neutrališe i uklanja strane materije, bilo “žive”, bilo “nežive” prirode

Razlikujući “svoje” od “tuđeg” imuni sistem vrši:

Zaštitu od infekcija mikroorganizmima (bakterije, virusi, gljivice i paraziti)

Izolaciju i uklanjanje “tuđih” (stranih) supstanci i molekula nemikrobne prirode

Razaranje nastalih tumorskih ćelija u organizmu

2

Imunitet (otpornost organizma) je funkcija koja organizmu omogućava da prepozna, neutrališe, razori i ukloni sve ono što je strano (tuđe) i što može da ugrozi homeostatski integritet organizma i život

U zavisnosti od toga koji su faktori odbrane uključeni u otpornost organizma protiv štetnih agenasa razlikuje se

– nespecifični imunitet koji je urođen (nasledan) – specifični imunitet koji se stiče tokom života

Imunitet je odraz zajedničkog djelovanja specifičnih i nespecifičnih faktora

– za uspješnu odbranu od nekog patogenog mikroorganizma nije dovoljna samo fagocitozna sposobnost Ne (nespecifični faktor), već je neophodno i prisustvo antitijela (specifični faktor)

3

I M U N I T E T - OTPORNOST

N E S P E C I F I Č N I S P E C I F I Č N I

AKTIVNI PASIVNI

- Prirodni - Prirodni

- Vještački - Vještački

4

NESPECIFIČNI IMUNITET

To su faktori humoralne i ćelijske prirode koji štite organizam od mikroorganizama i drugih štetnih materija iako oni prethodno nisu dospjeli u organizam

Koža i sluzokože

Fagocitoza (Ne, Mo, tkivni makrofagi)

Opsonizacija antitijelima (adherencija bakterija na membranu fagocita – efikasnija fagocitoza)

Komplement: aktivira ga kompleks antitijelo-bakter. što stimuliše fagocitozu, hemotaksiju i pokretljivost fagocita

Interferon: antivirusna materija (zaustavlja replikaciju virusa); proizvode ga Ly, Ne i fibroblasti

5

6

7

8

SPECIFIČNI IMUNITET

Otpornost organizma prema određenim mikroorganizmima koja se stiče tokom života

Otpornost je zasnovana na funkciji imunog sistema i rezultat je prisustva antitijela (At) specifičnih za određeni antigen (Ag) ili prisustva senzibilisanih limfocita

S obzirom na to da li se stiče aktivnošću imunog sistema kao odgovor na infektivni agens, ili se stiče unošenjem gotovih antitijela može biti

- AKTIVNI: sam organizam stvara imunitet (At) prirodni (prisustvo At ili senzibilisanih Ly nakon preležne bolesti – boginje, svinjska kuga ...)

vještački (poslije uspješne vakcinacije) - PASIVNI: unose se At stvorena u drugom

organizmu prirodni (transplacentarno i preko kolostruma) vještački (hiperimuni serumi bogati antitijelima)

9

Tipičan specifični imuni odgovor može biti podijeljen u tri faze:

Susret i prepoznavanje antigena od strane limfocita

Aktivacija limfocita

Aktivirani efektori imunog odgovora (T i B Ly) pokreću napad protiv svih antigena koji su pokrenuli imuni odgovor

10

A N T I G E N I (IMUNOGENI)A N T I G E N I (IMUNOGENI)

Sve materije unete u organizam, a tuđe su mu, a mogu da izazovu imunološku reakciju nazivaju se a n t i g e n i ili imunogeni (albumini govečeta su imunogeni za kunića) - sa produktima imunološke reakcije (antitijela i senzibilisani limfociti) mogu da reaguju in vitro i in vivo

Imunogenost: sposobnost antigena da izazove imunološku reakciju u organizmu

Antigenost: svojstvo antigena da reaguje sa produktima imunološke reakcije

Determinantne grupe ili epitopi: hemijske grupe na površini antigena preko kojih ostvaruje kontakt sa produktima imunog odgovora

11

Imunogenost zavisi od slijedećih faktora:

Molekul antigena mora biti stran (tuđ) imunološkom sistemu

- mora posjedovati antigene determinante (epitop) koje će imunokompetentne ćelije domaćina, u kome se takav antigen pojavi, prepoznati kao TUĐE !!! (na svoje ne reaguje)

Veličina molekule antigena - jedinjenja male molekulske mase

(aminokiseline, monosaharidi) nisu imunogeni - jedinjenja velike molekulske mase (više od 10.000) su dobri antigeni - proste i složene bjelančevine - polisaharidi - lipidi

12

Hemijska struktura antigena - što je složenost hemijske građe supstanci

veća to je imunogenost bolja - prisustvo aromatičnih amino kiselina u

molekuli polipeptida znatno povećava imunogenost

Specifičnost antigena: - Antigeni in vitro i in vivo reaguju samo sa

onim antitijelima i senzibilisanim Ly koji su nastali kao odgovor imunog sistema na stimulaciju tim antigenom

- stvorena At imaju aktivna mjesta (antideterminantne grupe – paratope) koja su strukturno podudarna sa determinantnim grupama (epitopi) na površini jednog određenog Ag i mogu se vezati samo za ta mjesta

13

Hapteni (poluantigeni, uslovni antigeni)

• To su jedinjenja prostije strukture i manje molekul. mase koja nisu sposobna pokrenuti imunološku reakciju (nisu imunogeni) ali mogu reagovati sa produktima te reakcije (posjeduju antigenost)

• Hapteni postaju imunogeni samo onda kada se vežu za protein nosač koji je imunogen i tada može da indukuje stvaranje At

- u nekim slučajevima lijekovi ili produkti razgradnje lijekova u organizmu se vezuju za makromolekule ili ćelije (nosači) i na taj način

se pokreće stvaranje At - ponovno unošenje istih lijekova dovodi

do vezivanja sa stvorenim At – može imati neželjene posljedice

14

LIMFOCITI SU OSNOVA STEČENE LIMFOCITI SU OSNOVA STEČENE IMUNOSTI !!!IMUNOSTI !!!

Prema veličini = 3 vrste limfocita:- mali - 5 - 8 µm- srednji - 9 - 12 µm- veliki - 12 - 18 µm

- mali Ly su najbrojniji, potpuno su diferencirane ćelije

koje nastaju iz srednjih i velikih Ly- Ly žive: nekoliko sedmica - nekoliko godina- dijapedeza: direktno kroz endotelnu ćel. i ulaze

u međućelijske prostore – limfu – limfne čvorove,

pa ponovo u krv = recirkulacija Ly

15

Posebnom mikroskopskom tehnikom može se razlikovati dvije populacije Ly:1.B-Ly, ćelije sa neravnom površinom

(razbarušena membrana) na kojoj se nalazi veliki broj

antitijela koji štrče ka vani i imaju ulogu receptora =

oni su nosioci humoralnog imuniteta2. T-Ly sa glatkom površinom, receptori su im

uronjeni duboko u membranu = oni su nosioci ćelijskog imuniteta

B-limfocit T-limfocit

16

17

U citoplazmi Ly se nalaze mitohondrije, ribozomi, endoplazmatski retikulum, Goldžijev aparat

Citoplazma sadrži brojne enzime koji su uključeni u sintezi biološki aktivnih materija:

– antitijela, koja su fiksirana za membranu Ly i predstavljaju receptore za antigene

– limfokina, koji se luče van Ly gdje ispoljavaju svoje djelovanje

18

Oba tipa Ly, i B i T, izvorno potiču iz PPMĆ koja se u ranom fetalnom dobu nalazi u krvnim ostrvcima žumanjčane kese a kasnije u jetri i koštanoj srži, a u toku postnatalnog života u koštanoj srži

Matična ćelija ulazi u cirkulaciju i putem krvi dospijeva u timus i u košt. srž (sisari) i Burzu Fabricii (ptice) = primarni organi imuniteta (u njima se odigrava sazrijevanje Ly)

19

Sazrevanjem u primarnim organima imuniteta Ly se snabdiju receptorima u membrani za prepoznavanje unetih i u organizmu nastalih antigena, oni su “imunokompetentni”

– reaguju samo protiv antigena unetih iz vanjske sredine (bakterije, bakterijski toksini, transplantirano tkivo od druge jedinke...) – sazrevanjem (predobrada) Ly se “izmiješaju” sa

praktično svim antigenima sopstvenog tijela te na njih ne reaguju

Zreli T- i B-Ly napuštaju primarne organe imuniteta i putem krvi dospijevaju u sekundarne organe imuniteta: - limfne čvorove

- limfoidno tkivo (slezina, tonzile, limfno tkivo digestivnog, urogenitalnog i respiratornog trakta)

20

21

T-limfociti (T-Ly) = nosioci (efektori) ćelijskog imuniteta

Protimociti (usmjerene matične ćel.) iz koštane srži migriraraju u timus gdje pod uticajem timozina i timopoetina sazrijevaju i proliferišu

Pri tome timocit stiče specifičnu reaktivnost samo protiv jednog te istog antigena, a proces traje sve dok se ne stvori mnoštvo T-Ly sasvim različite specifičnosti koji, kao populacija, sadrže specifičnu reaktivnost protiv, bukvalno, miliona različitih antigena

Na kraju, ovi različiti tipovi T-Ly napuštaju timus, odlaze krvotokom u sve dijelove tijela i nastanjuju se u limfoidnom tkivu svugde u organizmu, gdje se odigrava završna faza u sazrevanju T-Ly

22

Receptor za prepoznavanje antigena na površini T-Ly je molekul proteina koji ima dvolančanu strukturu (receptori nisu Ig)

Postoje dva tipa receptora, razlikuju se po tipu peptidnih lanaca: - jedan sa Alfa i Beta lancima - drugi sa Gama i Delta

23

Nastali T-Ly su opremljeni za prepoznavanje antigena (Ag) i u kontaktu sa njim ispoljavaju sve manifestacije ćelijskog imunog odgovora, kao i regulatornu ulogu u humoralnom i ćelijskom imunom odgovoru

Postoji više subpopulacija T-Ly različite aktivnosti:

• Pomagački (pomažući) T-Ly: regulatorna uloga u humoralnom i ćelijskom imunom odgovoru

• Supresorski T-Ly: regulatorna uloga

• Citotoksični T-Ly: napadačke ćelije koje su sposobne da ubiju sve ćelije sa antigenom na površini

• Senzibilisani T-Ly: sintetišu limfokine odgovorne za izazivanje zapaljenske reakcije

24

B-limfociti (B-Ly) = nosioci (efektori) humoralnog imuniteta

B-Ly su predodređeni da stvaraju antitijela (At) – predobrađuju se u jetri u toku srednjeg dijela fetalnog života, a u koštanoj srži u poznom dijelu fetalnog života i nakon rađanja (ovo se dešava bez kontakta sa Ag; to je antigen nezavisna faza)

(Ova populacija ćelija najpre je bila otkrivena u ptica, u kojih se predobrada događa u Burzi Fabricii – strukturi koju nemaju sisari)

U sekundarnim organima imuniteta, poslije kontakta sa Ag, B-Ly se kroz niz dioba transformiše u ćeliju – PLAZMA-ĆELIJA (PLAZMOCIT) - koja je sposobna da sintetiše At (antigen zavisna faza)

25

Membrana zrelih B-Ly je snabdjevena receptorima za prepoznavanje Ag; receptori su zapravo molekuli imunoglobulina M i D klase (tehnički oni nisu At koja se sekretuju van B-Ly) čija je brojnost proporcionalna sposobnosti B-Ly za aktivaciju sa Ag

U fazi diferenciranja B-Ly pojavljuju se klonovi (skupine) B-Ly sa receptorima za isti Ag, što znači da specifično reaguju sa jednim epitopom

Broj klonova je veoma velik (preko 100.000) i odgovara broju Ag na koje jedinka može odgovoriti stvaranjem specifičnih At

Dakle, završna faza diferenciranja B-Ly jeste transformacija ove ćelije u plazma-ćeliju (plazmocit), što ustvari predstavlja imuni odgovor i sekretovanje At (imunoglobulina klase A, D, E, G i M; IgA, IgD, IgE, IgG i IgM)

26

27

Oko 10% ukupne populacije Ly nemaju receptore za antigen kao T- i B-Ly

Sa ciljnim ćelijama reaguju nespecifično – spontano

- imaju izrazito citotoksičnu aktivnost i “ubijaju” tumorske ćelije, ćelije u koje se uselio virus i ćelije sa antigenima vezanim za membranu

Ovi Ly se nazivaju NK-ćelije (Natura Killer cells)

28

IMUNI ODGOVOR I OBRADA ANTIGENAIMUNI ODGOVOR I OBRADA ANTIGENA

Antigeni iz vanjske sredine i oni koji su nastali u samom organizmu pokreću dva tipa imunog

odgovora:

1.Humoralni imuni odgovor: - nosioci su B-Ly = u reakciji sa Ag

transformišu se u PLAZMA ĆELIJE koje sintetišu i u cirkulaciju izlučuju At; At su efektori humoralnog imuniteta

2.Ćelijski (celularni) imuni odgovor: - nosioci su T-Ly = u reakciji sa Ag

transformišu se u efektorne ćelije: - senzibilisani limfociti ako

je Ag bio rastvorljiv - citotoksične T-Ly ako je Ag bio na ćelijama (histokompatibilni antigeni, bakterije, virusi,

tumorski Ag, autoantigeni...)

29

Imuni sistem svih višećelijskih organizama na izrazito specifičan način razlikuje sopstveno od stranog – taj sistem ne reaguje na sopstvene ćelije i antigene i strogo prati svaku izmjenu u antigenoj strukturi ćelija

Ćel. tkiva i organa jedne jedinke u membrani posjeduju molekule Ag, karakteristične samo za ćelije te jedinke

Ovi Ag predstavljaju produkte gena glavnog histokompatibilnog kompleksa (MHC = Major Histocompatibility Complex) smještenih kod ljudi na 6. paru hromozoma

Budući da dvije jedinke (osim identičnih blizanaca) ne posjeduju isti set MHC gena, nema ni dvije jedinke koje imaju iste MHC proteine (Ag) na membrani ćelije - prema tome, MHC proteini su suštinski ćelijski identifikatori, tj. genetski markeri biološke individualnosti

30

Postoje dvije klase MHC proteina (antigena):

1.Klasa I MHC proteina: njihovo prisustvo je utvrđeno na površini svih tjelesnih ćelija koje posjeduju jedro (znači da ih eritrociti ne posjeduju)

2.Klasa II MHC proteina: nalaze se na površini samo: - makrofaga

- B-Ly - makrofazima sličnim

ćelijama - To su antigen prezentirajuće ćelije (APĆ)

Ove ćelije imaju značajnu ulogu u imunom odgovoru

31

MHC molekul klase I kao Ag ima 2 polipeptidna lanca – Alfa: dugi (teški), ima 3 regiona (ekstracelularni, transmebranski i intracelularni) – ekstracelularni region ima 281 ostataka aminokiselina raspoređenih u 3 domena Alfa 1, 2 i 3 – na Alfa 1 i 2 domenu nalazi se pukotina u kojoj je smještena antigena determinanta = epitop MHC I – ove epitope vlastiti citotoksični T-Ly prepoznaju kao svoje i ne reaguju na njih, ali veoma brzo otkrivaju svaku ćeliju sa izmjenjenim ovim strukturama• Protein Beta2 mikroglobulin -

laki lanac, njegova sinteza nije kodirana genima MHC kompleksa – u svih jedinki iste vrste je identičan; uloga mu je da stabilizuje molekul MHC, kao i svakog Ag izloženog na epitopu

32

MHC molekul klase II nije prisutan u svim ćelijama koje posjeduju jedro (nalazi se na membranama B-Ly, aktiviranih T-Ly, makrofaga i APC-ćelija) – izgrađen je od 2 peptidna lanca Alfa i Beta i svaki se, kao i kod MHC II, sastoji od ekstracelularnog, transmembranskog i intracelularnog regiona – ekstracelul. region Alfa lanca ima Alfa1 i Alfa2 domen – ekstracel. region Beta lanca ima Beta1 i Beta2 domen – na području Alfa1 i Beta1 domena nalazi se antigena determinanta i visokopolimorfna pukotina na kojima se vrši izlaganje i prezentiranje endogenih antigena

Klasa III antigena je predstavljena nekim od proteinskih molekula sistema komplementa – geni koji regulišu sintezu ovih Ag nisu u sastavu gena za MHC

33

O b r a d a a n t i g e n a

Većina Ag (bakterije, razni proteini) koja dospije u organizam ima antigene determinante (epitope) ne mogu izazvati punu aktivaciju odgovarajućeg klona imunokompetentnih ćelija

Antigeni se u organizmu “prerađuju” u oblik koji će biti prezentiran imunocitima, prvenstveno pomagačkim T-Ly : tu obradu obavljaju ćelije koje na membrani imaju veliki broj mol. klase II MHC = antigen-prezentirajuće ćel. (APC=antigen-presenting cells): makrofagi i B-Ly

• Ove su ćelije prisutne svuda po organizmu, a najviše u organima u koje Ag najpre dospijevaju (limfni čvorovi, koža, slezina, timus...)

34

35

36

37

38

39

ĆELIJSKI IMUNI ODGOVORĆELIJSKI IMUNI ODGOVOR

Ćelijski imuni odgovor pokreću Ag celularne prirode: histokompatibilni Ag (Ag klase I MHC), bakterije, virusi, tumorske ćelije i dr.

Efektori ćelijskog imunog odgovora su:

senzibilisani T-Ly koji luče limfokine (indukuju zapaljensku reakciju: privlačenje

fagocita, propustljivost membr. kapilara, nagomilavanje At)

citotoksični T-Ly (limfociti ubice): pojavljuju se nakon transplantacije, kod razvoja tumorskog tkiva, virusnih infekcija (tada se na membrani ćelije javljaju novi Ag ili mijenjaju postojeći MHC proteini)

Oba tipa ćelija razaraju ćelije nosioce Ag koje su prouzrokovale njihovo nastajanje i umnožavanje

40

41

42

43

Citotoksični T-Ly su direktne napadačke ćelije, sposobne da ubijaju mikroorganizme, a ponekad i neke od ćelija vlastitog organizma (izmijenjeni MHC proteini – tumorske ćelije, virusima napadnute ćel.)

Receptorski proteini na površini citotoksičnog T-Ly omogućavaju mu da čvrsto veže one mikroorganizme ili ćelije koje sadrže za njega specifične Ag

44

45

46

HUMORALNI IMUNI ODGOVOR

Nakon ulaska Ag u organizam, makrofagi limfoidnog tkiva ga fagocituju, a zatim prezentiraju susjednim B-Ly (istovremeno i T-Ly); a aktivirane pomagačke T-ćelije i same doprinose aktiviranju B-Ly

B-Ly prepoznaju Ag pomoću receptora na membrani; to su molekuli Ig koji imaju aktivna mjesta – paratope – za odgovarajuću antigenu determinantu (epitop) Ag koji je dospio u organizam

Unešeni Ag može direktno aktivirati B-Ly ako ima takav raspored epitopa da može odmah unakrsno vezati Ag a nastali signal preneti u unutrašnjost ćelije

Mnogo veći broj Ag (T-zavisni) za aktiviranje B-Ly iziskuju pomoć od drugih ćelija (pomagački T-Ly, makrofagi) i prisustvo regulatornih molekula interleukina (IL-1 do IL-7)

47

48

49

50

51

52

F I Z I O L O G I J A A N T I T I J E L A

Antitijela (At) su proteini velike molekulske mase i veoma složene biohemijske građe

U ranijoj nomenklaturi nosili su naziv Gama globulini; taj naziv je napušten pošto mnogi molekuli At imaju elektroforetsku pokretljivost Beta, čak i Alfa globulina

Danas, cjelokupna porodica proteina koja ispoljava funkciju At naziva se I M U N O G L O B U L I N I (Ig)

At su efektori humoralnog imunog odgovora, sintetišu ih PLAZMA ĆELIJE nastale aktivacijom B-Ly

Brzina stvaranja antitijela u plazmocitu je velika: i do 2.000 molekula Ig u jednoj sekundi

I određene populacije B-Ly sintetišu Ig koji se zadržavaju u ćelijskoj membrani kao receptori za Ag

53

Stvorena antitijela se otpuštaju u limfu, zatim odlaze u

cirkulaciju dospijevajući do svih tjelesnih tečnosti, čak

se nalaze i u nekim sekretima i ekskretima Izuzetna specifičnost: prepoznaju i reaguju samo

sa antigenom koji je izazvao njegovo stvaranje !!! Molekulska masa: 160.000 - 970.000

Čine oko 20% proteina krvne plazme

I pored toga što se međusobno razlikuju po antigenim specifičnostima, biološkoj aktivnosti, pa i hemijskom sastavu, molekuli Ig u osnovi imaju istu biohemijsku građu

Većinom se sastoje od 2 teška i 2 laka polipeptidna lanca, premda ima Ig koji se sastoje od kombinacije čak do 10 teških i 10 lakih lanaca

54

Osnovna jedinica At je četvorolančani heteropolimer – 2 identična duga (teška) polipeptidna lanca – 2 identična kratka (laka) polipeptidna lanca

440 aminokiselina m.m. 50-70.000

220 aminokiselina m.m. 20-25.000

P a r a t o p

55

KLASE IMUNOGLOBULINAKLASE IMUNOGLOBULINA Ig su, prema strukturi molekula, naročito

konstantnog dijela teških lanaca, zatim biološkim i imunološkim osobinama, kod ljudi svrstani u 5 osnovnih klasa:

1. Imunoglobulini G klase = IgG

2. Imunoglobulini A klase = IgA

3. Imunoglobulini M klase = IgM

4. Imunoglobulini D klase = IgD

5. Imunoglobulini E klase = IgE

Ove klase Ig prisutne su i kod dom. živ., ali je prisustvo IgD sigurno potvrđeno jedino kod pasa

56

Imunoglobulini G klase - IgG

Ustanovljeni kod svih sisara; čine 75-80% svih Ig; mol. masa oko 150.000

Prolaze iz cirkulacije majke kroz placentu u fetus (čovjek, mesojedi i glodari)

Kod preživara, kopitara i omnivora ne prolaze placentu; ima ih u kolostrumu

IgG: neutrališu bakt. toksine i viruse, učestvuju u fagocitozi, aktiviraju komplement - nastaje citoliza

Stvaraju se pri kraju primarnog imunog odgovora; njihovo maksimalno stvaranje odigrava se tokom sek. imunog odgovora

57

Imunoglobulini A klase - IgA

Mol. masa 180.000-400.000; oko 10% Ig

Osim u krvnoj plazmi, nalaze se i u mukoznim sekretima: pljuvačka, sekret sluzokoža nosa, respirat., digest. i urogen. trakta, u suzama i kolostrumu;

- u njima se stabilizuju sekretornom komponentom pa se nazivaju i sekretorna antitijela:

- štite sluzokožu od prodora brojnih mikroorganizama a sa antigenima stvaraju nerastvorljive komplekse-sprečavaju

njihovu resorpciju

58

Imunoglobulini M klase - IgM M. masa: 900.000-1,000.000; 5-10% Ig Imaju 10 vezujućih mjesta za antigene pa su

veoma djelotvorni iako ih ima malo Sintetišu se u prvoj fazi imunog odgovora,

kasnije njihov titar opada, a raste IgG Uspješno fiksiraju komplement i naročito su

efikasni protiv mikroorganizama i drugih uobličenih antigena - aglutinacija i citoliza!

Dokazano je da plazmociti koji dospjevaju u submuk. resp. i dig. trakta, pored IgA, također proizvode i IgM-štite sluzokožu

Zbog veličine ne prolaze kroz placentu, a smatra se ni u kolostrum

Izohemaglutinini anti-A i anti-B su IgM

59

Imunoglobulini klase D - IgD

Mol. masa oko 175.000

Samo kod čovjeka, kod domaćih životinja, osim kod pasa, nalaz nije potvrđen

Njihova uloga za sada nije sasvim poznata a smatra se da se nalazi kao receptor za antigen u membrani B-Ly = aktivacija ili supresija B-Ly pri reakciji sa antigenom

60

Imunoglobulini E klase - IgE Mol. masa oko 200.000; prisutni samo u

tragovima u krvnom serumu i čovjeka i dom. Životinja

Oni su homocitotropna antitijela pošto se u vlastitom organizmu mogu vezati za membranu mastocita, bazofila i Tr čije su granule bogate biološki aktivnim aminima (histamin, serotonin i dr.): - Pri ponovnom unošenju Ag koji je inducirao sintezu

IgE i njihovo vezivanje na membrani ovih ćel. izazvaće

degranulaciju i oslobađanje aktivnih amina = pojava

simptoma prisutnih u stanjima hiperreaktivnosti –

alergije!!!

Helmintoze: povećanje nivoa IgE; vezivanje IgE na bazofile i oslobađanje medijatora ima ulogu u borbi sa parazitima i njihovo izbacivanje iz digestivnog trakta

61

Mehanizam djelovanja antitijela

- reakcije antigena i antitijela -

At su proizvod organizma kao reakcija humoralnog imunog odgovora na unijeti Ag i reaguju sa Ag u in vivo i in vitro uslovima – na taj način organizam se štiti od infektivnih agenasa, toksičnih materija i malignih ćelija

U nekim slučajevima nastala Ag-At reakcija oštećuje organizam domaćina (alergijska stanja, autoimune bol.)

Kod djelovanja At na Ag, postoje: - primarna reakcija koja je nevidljiva, strogo

je specifična i traje veoma kratko; i - sekundarna reakcija koja je

vidljiva, može se manifestovati u vidu precipitata, aglutinata i citolize

62

U zaštiti organizma od invazivnih agensa, antitijela

djeluju uglavnom na 2 načina:- direktnim napadom na uljeza- aktiviranjem komplementnog sistema koji onda

ima svoje sopstvene višestruke načine razaranja uljeza

Zbog bivalentne prirode antitijela i postojanja mnoštva

antigenskih mjesta na većini agensa, antitijela mogu

inaktivirati uljeza na nekoliko načina:

63

Aglutinacija je manifestacija u kojoj se mnoštvo velikih partikula (sa antigenima na svojoj površini), kao što su bakterije, Er. i dr. vežu zajedno u gomilu – aglutinini

Precipitacija: molekularni kompleksi solubilnih Ag i At postaju tako krupni da ih to učini nerastvorljivim, pa se zato talože – precipitini

Neutralizacija: At pokrivaju toksična mjesta antigeničkog agensa – antitoksini

Liza, u kojoj su izvjesna vrlo moćna At ponekad sposobna da direktno napadnu ćelijsku membranu uljeza i da tako izazovu rupturu ćelije – lizini

64

65

Direktno djelovanje At na agense nije u normalnim

uslovima dovoljno snažno da bi igralo veću ulogu u

zaštiti organizma - najveći dio zaštite dolazi od:

Dejstava aktiviranog komplementnog sistema - "komplement" je kolektivni naziv za sistem od oko 20 proteina normalno prisutnih u kr. plazmi i tkiv. prostorima; mnogi od njih su proenzimi - inaktivni

Glavni u ovom sistemu su 11 proteina označenih C1 do

C9, B i D sa određenim brojem svojih subjedinica- Aktiviraju ih IgM i neke potklase IgG:

Kad se At veže sa Ag, na konstantnom dijelu At se

razotkriva ili aktivira jedno posebno aktivno mjesto

koje se tada veže direktno sa C1-molekulom komplementnog sistema, stavljajući u pokret

kaskadni tok reakcija (slično kao kod koagulacije)

66

67

68

Molekuli koji se oslobađaju aktiviranjem sistema komplementa pomoću At-Ag kompleksa imaju različitu biološku aktivnost:

Opsonizacija i olakšavanje fagocitoze: oblaganje površine bakterija At-Ag kompleksom i komponentama komplementa = bolja fagocitoza

69

70

Liza = jedan od najvažnijih produkata komplemntne

kaskade je litički kompleks

Aglutinacija: Produkti komplementa adheriraju jedan za drugog i tako mijenjaju površinu mikroorganizama

Neutralizacija virusa: komplementni enzimi i drugi

produkti komplementa napadaju strukturne komponente nekih virusa čineći ih na taj način avirulentnim

71

Hemotaksija: komplementni činioci izazivaju hemotaksiju neutrofilnih granulocita i makrofaga = migracija ka područjima antigeničnog agensa

72

Aktivacija mastocita i bazofila: nastale komponente

komplementa aktiviraju bazofile i mastocite = oslobađanje histamina i drugih materija u okolnu tečnost što dovodi do:

- povećanja lokalnog protoka krvi, - povećanja propustljivosti kapilara, - povećanja filtracije tečnosti, - izlazak proteina krvne plazme u

intersticijum = - sve to pomaže da se efikasnije inaktivira ili

imobiliše antigenični agens - inflamacija!!

73

Primarni i sekundarni imuni odgovor

Primarni imuni odgovor: odgovor imunog sistema pri prvom kontaktu sa Ag

Sekundarni imuni odgovor: javlja se pri ponovnom unošenju (ulasku) istog Ag u organizam

74

75

AA LL EE RR GG II JJ E E

Ulazak Ag prvi put u organizam: aktiviranje humoralnog i celularnog imunog odgovora u cilju uklanjanja ili neutralisanja Ag = primarni imuni odgovor

Ponovni ulazak istog Ag: sekundarni imuni odgovor sa kraćim latentnim periodom i većom produkcijom At

U nekim slučajevima ponovni kontakt sa istim Ag aktivira imunu reakciju koja može biti štetna po organizam = alergije ili stanja preosjetljivosti

Znači: razvoj alergije i/ili drugih tipova imunske preosjetljivosti (hipersenzitivnosti ili hiperreaktivnosti), do koga dolazi u izvjesnim uslovima je važan neželjeni pobočni učinak imuniteta

76

Postoje 2 osnovna tipa preosjetljivosti:

- preosjetljivost ranog tipa - veoma brzo nakon ponovnog kontakta organizma sa Ag, oštećenja organizma su izazvana učestvovanjem At (IgE)

- odložena (pozna) preosjetljivost - više sati, ili dana nakon ponovnog kontakta org. sa

Ag, preosjetlj.je prouzrokovana efektornim ćelijama celularnog imuniteta, tj. aktiviranim T-limfocitima

77

AA NN AA FF II LL AA KK SS II JJ AA

Preosjetljivost ranog tipa: prvi kontakt sa Ag - stvaranje anafilaktičkih At; to su IgE koji mogu da reaguju i da se vezuju za membr. Tr., Ba., i mastocita smještenih oko malih kr. sud. = one su senzibilisane !!

- i organizam je s e n z i b i l i s a n !!!

Ponovno unošenje istog Ag (prir. ili vješt. putem) u senzibilisani organizam izaziva razvoj manifestacije simptoma alergijske reakcije - anafilaksije - svuda u vaskularnom sistemu i u okolnim tkivima gdje su zadržane senzibilisane ćelije:

- konj, goveče i zamorac = anafilaktička reakcija se odvija u disajnim organima

- pas, svinja = organi za varenje

78

Šta se dešava??? Senzibilisane ćelije (sa

IgE) imaju povećanu propustljivost membrane i iz svojih granula otpuštaju histamin, heparin, serotonin i sporo reagujuću supstancu (SRS) = to su medijatori anafilaktičke reakcije

Izazivaju:- kontrakcije glat. mišića

resp. i dig. organa, - vazodilataciju i hipotenziju- povećanu propustljivost

zida kapilara - povećanu sekreciju na površini svih sluzokoža i u

lumenu organa za varenje

79

80

Stepen razvoja navedenih efekata zavisi od brojnosti ćelija sa IgE na membrani i od popunjenosti granula sa medijatorima

Dva oblika anafilaktičke reakcije:

1.Opšta anafilaksija

1.Lokalna anafilaksija

1. Opšta anafilaksija=najteži oblik anafilktičke reakcije senzibilisanog organizma; ako se na vrijeme ne interveniše = smrt !!!

81

Može se izazvati eksperimentalno - Zamorac: i/v nekoliko ml. konjskog ili goveđeg

seruma - neke od bjelančevina seruma indukuju stvaranje IgE - senzibilizacija organizma !

- ponovno unošenje istog seruma (10-20 d.) dovodi do promptne anafilaktičke reakcije = a n a f i l a k t i č k i š o k !!!

- Simptomi: hipotenzija, edem glotisa i larinksa, kašalj,

teško disanje bronhospazam), povećana peristaltika,

usporena koagulacija

Kod ljudi i životinja anafilaktički šok može nastati: - davanje heterolognih hiperimunih seruma (protiv tetanusa, zmijskog otrova) ako je organizam prethodno primao te serume (senzibilisan je),

- preosjetljivost na neke lijekove (penicilin)

82

2. Lokalna anafilaksija:

Nastaje kada Ag u senzibilisani organizam ne ulazi direktno u krv; ulazi prirodnim putem - preko kože i sluzokoža respiratornog i digestivnog trakta

Anafilaktička reakcija se odigrava lokalno - na mjestu ponovnog ulaska Ag

Klinički se manifestuje kao urtikarija (koprivnjača), bronhijalna astma, dijareja

To su reakcije organizma na antigene iz prirode sa kojima je jedinka stalno u kontaktu: prašina, životinjska dlaka, polen, perje, sastojci hrane itd., zatim reakcije na ujed nekih insekata i dr.

83

Alergijske reakcije izazvane imunim kompleksima (Ag - At kompleksima)

Ag-At kompleksi: formiraju se ulaskom Ag u imunizovani organizam; ako je kvantitativni odnos Ag i At optimalan, oni precipitiraju i izlučuju se prethodno ne oštećujući organizam

Višak Ag ili At: imuni kompleksi ne precipitiraju, oni su rastvorljivi, raznose se po cijelom tijelu i nakupljaju se ispod endotela krvnih sudova bubrega, jetre, zglobova

• At (IgG)-Ag kompleks aktivira komplement uslijed čega dolazi do oslobađanja biološki aktivnih amina koji izazivaju povećanu propustljivost kapilara, hemotaksiju i dr.

- razvija se lokalna zapaljenska reakcija koja se završava stvaranjem tromba i nekrozom

84

1.Arthusova reakcija:

Lokalno oštećenje kože izazvano imunim kompleksima stvorenim u višku At

- javlja se nekoliko sati nakon unošenja Ag u kožu, na tom mjestu se talože imuni kompleksi:

- otok, crvenilo, bol, toplina; tu su i fagociti

Arthusova reakcija skoro uvijek nastaje kod životinja koje se koriste za dobijanje

hiperimunih seruma zbog višekratnog ubrizgavanja Ag

85

2. Serumska bolest:

Imuni kompleksi nastali u višku Ag

- prvi put ustanovljena kod ljudi koji su u cilju zaštite

od toksina ili infektivnih agenasa primali veće

količine heterolognih hiperimunih seruma

- po simptomima i posljedicama koje nastaju, serumska bol. je generalizovana Arthusova reakcija

- simptomi se uočavaju oko 7 dana nakon ubrizgavanja antigena (bjelančevine u heterolognom hiperimunom serumu)

86

ODLOŽENA (POZNA) PREOSJETLJIVOST

U razvoju alergijske reakcije glavnu ulogu imaju senzibilisani i citotoksični T-Ly

Reakcije se ne javljaju odmah nakon kontakta senzibilisanog organizma sa Ag; nakon više sati ili dana

U nastanku pozne preosjetljivosti učestvuju rastvorljivi Ag bakterija, virusa i parazita

Senzibilizaciju mogu izazvati i neka hemijska jedinjenja sa imunogenim osobinama (neki lijekovi, kozmetički preparati i dr)

Na mjestu ponovnog unošenja Ag nagomilavaju se senzibilisani Ly koji luče limfokine = zapaljenska reakcija i oštećenje okolnog tkiva

87

Tuberkulinska reakcija: otkrivanje organizama oboljelih od tuberkuloze = tuberkulinizacija

U cirkulaciji ljudi i domaćih životinja zaraženih TBC-om (ili vakcinisanih) nalaze se senzibilisani T-Ly

• Unošenje (i/c) vrlo male količine antigene supstance od uzročnika TBC-a (tuberkulin) životinji koja je zaražena (ili vakcinisana) poslije 24-72 sata izaziva

- lokalnu zapaljensku reakciju (otok, bol, toplina) zbog prisustva limfokina oslobođenih iz senzibilisanih T-Ly

Otkrivanje životinja inficiranih M. tuberculosis!!

88

Kontaktni dermatitis: Javlja se na koži na mjestu ponovnog ulaženja hemijskih materija koje su ranije izazvale senzibilizaciju organizma

To su obično hapteni - poluantigeni - koji se vežu za proteine organizma, postaju imunogeni i stimulišu stvaranje senzibilisanih T-Ly

Alergijske reakcije izazvane citotoksičnim limfocitima

Citotoksični Ly prepoznaju ćelijske Ag, a to su obično aloantigeni, tj. antigeni na ćelijama istog tipa, ali kod 2 različita organizma bez genetičke kompatibilnosti

• Alotransplantat koji je izazvao senzibilizaciju organizma ne opstaje dugo, odbacuje se aktivnošću senzibilis. T-Ly

• Odbacivanje alotransplantata je ustvari jedan vid alergijske reakcije

89

K R V N E G R U P EK R V N E G R U P E

Kada su vršeni prvi pokušaji transfuzije krvi od jednog čovjeka drugom, te transfuzije su bile uspješne samo u nekim slučajevima

Često je dolazilo, odmah ili malo kasnije, do aglutinacije i hemolize Er i tipičnih transfuzionih reakcija koje su katkad dovodile do smrti

Otkriveno je da krv različitih osoba često ima različita antigenska i imunska svojstva, tako da At krvne plazme jedne krvi reaguju sa Ag površine Er druge krvi

Zbog toga se lako može dogoditi da se krv davaoca ne podudara sa krvlju primaoca, ali ako se pravilno postupa, može se unapred odrediti da li se u krvi davaoca i primaoca nalaze takvi Ag i At koja će prouzrovati transfuzionu reakciju

90

Na površini membrane Er postoji oko 30 Ag koji se često susreću i stotine drugih koji se susreću rijetko; svaki od njih može ponekad izazvati reakciju Ag-At

Većina njih su slabi Ag i značajni su samo za izučavanje nasleđivanja gena u cilju određivanja očinstva itd.

2 posebne grupe Ag mnogo češće od drugih uzrokuju transfuzione reakcije: AB0-sistem Ag i Rh-sistem

Transfuziona reakcija se manifestuje aglutinacijom Er nosioca Ag (aglutinogen) sa odgovarajućim At iz krvne plazme (aglutinin)Aglutinacija

eritrocita

91

2 gena, jedan na svakom od 2 parna hromozoma, determinišu krvne grupe AB0-sistema

Ova 2 gena su alelomorfni geni koji mogu biti bilo koji od 3 tipa, ali samo po 1 tip na svakom hromozomu: ili tip 0, ili tip A, ili tip B

Gen tipa 0 je nefunkcionalan ili slabo funkcionalan, tako da ne uzrokuje pojavu 0-aglutinogena; gen tipa A i gen tipa B uzrokuju pojavu jakih aglutinogena na ćelijama; postoje 6 mogućih kombinacija gena (genotipova)

92

Aglutinaciju Er sa odgovarajućim Ag vrše At = aglutinini (normoaglutinini); oni su IgM-klase, proizvode ih plazmociti kao efektore humoralnog imunog odgovora – stvaraju se postnatalno kada Ag A i B dospijevaju u organizam hranom ili su bakterijskog porijekla (bakterijska flora digestivnog trakta)

93

94

95

Rh-sistem: U sistemu AB0, aglutinini koji izazivaju transfuzione reakcije stvaraju se spontano, dok se u Rh sistemu aglutinini gotovo nikada ne stvaraju spontano

Umjesto toga, osoba mora biti jako izložena Rh-Ag, obično transfuzijom krvi ili kada buduća Rh-negativna majka nosi plod sa tim Ag

Rh-aglutinogen (Rh-faktor) u membr. Er prvi je put otkriven i izučavan kod majmuna Macaccus Rhesus – ima ih više (C, D, E, c, d, e), a najveću antigenost i imunogenost posjeduje D-antigen (aglutinogen)

Osoba koja posjeduje D-aglutinogen je Rh+ (D+): - oko 85% ljudi bijele rase;

- 95-100% crne rase

Osoba koja ne posjeduje na Er D-Ag je Rh- (D-): - oko 15% ljudi bijele rase

96

97

Krvne grupe domaćih životinja

Zna se da postoji visoka korelacija između pripadnosti jedinke jednom tipu krvne grupe i nekih osobina značajnih za selekciju, zbog toga se određivanje krvnih grupa kod domaćih životinja koristi: - za isključivanje roditeljstva (ne za dokazivanje) - u selekciji životinja na plodnost, određene

proizvodne osobine, otpornost prema bolestima (mastitis, leukoza i dr.)

98