Download pdf - Burta l. Md2 Imunologie

Transcript
  • LIGIA BURTA PATRICIA MARUSCA DIANA PELEA

    OVIDIU BURTA

    Curs de imunologie pentru Medicina Dentara

    Editura Universitatii din Oradea 2007

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    4

    Referenti stiintifici:

    Prof.univ.dr. Gheorghe Bumbu Prof.univ.dr. Ludovic Gilau

    Culegerea datelor: Colaboratoare:

    Olivia Ligia Burta Adriana Constangioara Ovidiu Burta Farkas Pll Zsuzsnna Diana Pelea Patricia Ramona Marusca Luminita Panescu Alina Cheregi Raluca Pop

    Prelucrarea datelor:

    Olivia Ligia Burta Ovidiu Burta Diana Pelea Patricia Ramona Marusca

    Editare text:

    Olivia Ligia Burta Diana Pelea Patricia Ramona Marusca

    Design si grafica:

    Olivia Ligia Burta Alin Balaj Patricia Ramona Marusca

    Descrierea CIP a Bibliotecii Nationale a Romaniei BURTA, OLIVIA LIGIA Curs de imunologie pentru Medicina Dentara/Burta Olivia Ligia, Burta Ovidiu, Pelea Diana, Marusca Patricia Ramona Bibliogr. ISBN 978-973-759-328-3

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    5

    C U P R I N S

    Date generale si scurt istoric......................................................... 7 I. Mecanismele de aparare ale organismului................................ 9

    A. Raspuns nespecific neimunologic....................................... 9

    B. Raspuns nespecific imunologic........................................... 12

    C. Raspuns specific imunologic............................................... 15

    D. Imunopatologia................................................................... 20 II. Componentele structurale ale sistemului imun umoral si

    celular.........................................................................................

    22

    1. Organele limfoide................................................................ 23

    2. Celulele implicate in raspunsul imun.................................. 26 III. Raspunsul inflamator................................................................... 32

    Febra.................................................................................... 34 IV. Antigenele..................................................................................... 35

    Superantigenele (SAG)....................................................... 39 V. Anticorpii........................................................................................ 41

    Clasele de imunoglobuline................................................... 45

    Sinteza de imunoglobuline................................................... 48

    Receptorii imunoglobulinelor.............................................. 48

    Functiile efectoare ale imunoglobulinelor............................ 49

    Aplicatii clinice ale imunoglobulinelor................................ 49 VI. Sistemul complement..................................................................... 50

    Proteinele sistemului complement....................................... 50

    Implicarea sistemului complement in inflamatie................. 51

    Receptorii sistemului complement....................................... 57

    Efectele biologice ale sistemului complement..................... 57

    Deficiente ale sistemului complement................................. 61 VII. Structuri membranare moleculare cu rol imunologic................. 62

    Markeri celulari.................................................................... 62

    Receptori membranari.......................................................... 63 VIII. Complexul Major de Histocompatibilitate.................................... 69

    Antigene de histocompatibilitate......................................... 70

    Structura moleculelor clasei CMH I.................................... 72

    Structura moleculelor clasei CMH II................................... 73

    Organizarea genomica a sistemului CMH........................... 75

    Rolul CMH in raspunsul imun............................................. 75

    Alte functii ale moleculelor CMH....................................... 76

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    6

    IX. Citokinele ...................................................................................... 78

    Interleukinele ...................................................................... 79 X. Raspunsul imun in inflamatie...................................................... 85 XI. Molecule de adeziune.................................................................... 89 XII. Raspunsul imun impotriva agentilor infectiosi............................ 94

    Imunitatea antibacteriana..................................................... 94

    Imunitatea fata de virusuri.................................................... 96

    Imunitatea in infectiile parazitare......................................... 98 XIII. Reactii de hipersensibilitate........................................................... 100

    Tipul I de hipersensibilitate.................................................. 101

    Tipul II de hipersensibilitate................................................. 102

    Tipul III de hipersensibilitate............................................... 104

    Tipul IV de hipersensibilitate............................................... 106 XIV. Rolul IgAs in apararea locala.. 108 XV. Aspecte imunologice in boala periodontala 117

    XVI. Imunologia cariilor........................................................................ 122 XVII. Tehnici imunologice de diagnostic............................................... 129 Glosar ......................................................................................................... 158 Bibliografie ................................................................................................. 165

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    7

    Date generale si scurt istoric

    Imunologia este o stiinta biologica care a cunoscut o dezvoltare spectaculoasa abia in decursul secolului XX, desi din timpuri stravechi s-a observat ca in decursul marilor epidemii, nici unul dintre supravietuitori nu a contractat pentru a doua oara aceeasi boala.

    Reprezentanti importanti : - Jenner (sec. al XVIII-lea) a studiat pojarul, iar rezultatele lui au furnizat bazele

    stiintifice ale explorarii fenomenelor imunologice.

    - L. Pasteur si Mac Farlane Burnet au aratat ca imunitatea nu este numai un proces activ de aparare, ci si un proces de mentinere a integritatii individuale.

    - I. Mecinikov (in 1883) a descoperit existenta celulelor fagocitare si a explicat mecanismul fagocitozei.

    - Paul Erlich a fost cel ce a recunoscut importanta anticorpilor (a elaborat o teorie originala asupra mecanismelor de sinteza a anticorpilor, precum si despre functiile lor) si a descris receptorii celulari membranari.

    - K. Landsteiner si M. Heidelberg (sec. al XX-lea) au dezvoltat metode de cercetare imunologice asupra anticorpilor si a structurilor lor moleculare.

    - Mac Farlane Burnet (dupa al II-lea razboi mondial) a elaborat teoria selectiei clonale si teoria supravegherii imunologice.

    - H. Claman (in 1966) a urmarit diferite aspecte ale imunologiei in transplant, afectiuni maligne, genetica moleculara.

    Imunologia ca stiinta se concentreaza in studiul mecanismelor de supraveghere, care au abilitatea de a distinge intre structurile self (structuri proprii, pe care le accepta) si structuri non-self sau antigene (structuri straine, pe care vor incerca sa le elimine).

    Antigenul poate fi definit ca si orice molecula, ce poate fi recunoscuta in mod specific de catre elementele adaptative ale sistemului imun (limfocite T si B).

    Sursa antigenelor poate fi: - externa (aerogena, alimentara, sursa umana etc.) - interna; in cazul careia se identifica 2 situatii distincte: aparitia de modificari

    structurale la nivel molecular ale structurilor self sau eliberarea in circulatie a unor structuri proprii, care in mod fiziologic sunt sechestrate intra-organic (testicule, tiroida, cristalin etc).

    Antigenele prezinta o portiune restrictiva, denumita epitop; un antigen particulat poate avea cativa epitopi diferiti sau epitopi repetitivi; anticorpii au specificitate pentru fiecare tip structural al epitopilor.

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    8

    Antigenicitatea reprezinta capacitatea antigenelor de a induce sinteza de anticorpi. Gradul de antigenicitate depinde de structura chimica a antigenului, respectiv descreste de la proteine la glucide: proteine > lipide > glucide.

    Supravegherea imunologica este efectuata de catre un sistem complex, numit Sistem Imun, organizat in organe, celule si molecule si care recunoaste antigenele, fie direct la nivel molecular, fie cu participarea anticorpilor si a receptorilor pentru antigene.

    Deosebit de important este ca in conditii normale, raspunsul imun se stinge dupa eliminarea antigenului..

    Boala infectioasa poate fi privita ca un proces dinamic, o interrelatie intre gazda si parazit.

    Pentru a intelege mai bine acest proces, trebuie sa reamintim 2 notiuni ce se utilizeaza frecvent in patologia infectioasa: patogenitatea (reprezinta capacitatea unui agent infectios de a produce boala) si virulenta (reprezinta gradul patogenitatii unui agent infectios aceeasi agresori pot fi nevirulenti in cazul indivizilor sanatosi sau inalt virulenti, la gazda imunocompromisa).

    Majoritatea agentilor infectiosi au viata scurta in gazda, dar lasa in urma cicatrici minore, permanente; datorita unui sistem imun abil in raspunsul impotriva diferitilor agenti infectiosi.

    Azi, imunitatea este considerata un proces complex, ce asigura homeostazia specifica a fiecarui individ, in concordanta cu codul genetic propriu.

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    9

    I. Mecanismele de aparare ale organismului

    Clasificarea mecanismelor de aparare se poate face in functie de modul de : - actiune: specific sau nespecific, - aparitie: naturala sau dobandita (tabel I):

    Tabel I Mecanisme de aparare

    A Raspuns nespecific neimunologic

    Bariere fiziologice la nivelul portii de intrare: a. Bariere mecanice: integritatea suprafetelor tegumentare si mucoase b. Bariere chimice: lizozim, IgA secretor, pH local, lichidul de sudoratie, lacrimile, acizii grasi c. Bariere biologice: microbiocenoze

    B Rapuns nespecific imunologic

    Fagocitoza

    C Raspuns specific imunologic

    a. imunitatea naturala b. imunitatea dobandita c. toleranta imuna d. imunitatea de protectie e. imunitatea antitumorala

    D Patologia imuna a. hipersensibilitatea b. autoimunitatea c. deficiente imune

    A. Raspuns nespecific neimunologic

    Raspunsul nespecific neimunologic este reprezentat de:

    a. Mecanismele mecanice de aparare ale organismului, care reprezinta o bariera eficienta impotriva majoritatii microorganismelor, doar cateva putand penetra tegumentul intact (Treponema pallidum, schistosome, larva migrans etc); barierele sunt reprezentate de:

    - integritatea tegumentara datorita stratului de keratina; - integritatea suprafetelor mucoase;

    b. Bariere chimice: pH-ul local, secretiile sebacee, secretiile lacrimale, lichidul de sudoratie, acizii grasi toate avand actiune antibacteriana; lizozimul - prezent in lacrimi, saliva, secretiile tractului respirator si de la nivelul cervix-ului, la nivel tegumentar si care poseda activitate antibacteriana nespecifica.

    c. Microbiocenozele locale sunt reprezentate de germeni cu rol in popularea receptorilor celulari (streptococii comensali, stafilococii nepatogeni, bacilii difteromorfi, lactobacillus etc.), care in anumite circumstante pot invada local si pot produce infectie secundara.

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    10

    Exista mai multe porti de intrare pentru agentii infectiosi. Astfel, unii dintre ei pot penetra peretele tractului intestinal sau genito-urinar, altii pot infecta mucoasa rino-faringelui sau a tesutului bronho-pulmonar, iar altii pot infecta organismul uman prin intrarea directa in torentul circulator (Plasmodiile, virusurile hepatitelor B, C).

    Tipul de raspuns imun al organismului este conditionat de locul infectiei si tipul de patogeni implicati. Astfel :

    - sistemul imun de tip celular recunoaste celulele infectate de catre bacteriile si protozoarele care de replica in interiorul celulelor gazdei;

    - sistemul imun de tip umoral (prin intermediul anticorpilor circulanti) distruge antigenele libere.

    Majoritatea patogenilor sunt atat intra, cat si extracelulari, dar mecanismele de aparare care intervin impotriva lor prezinta diferente fundamentale:

    - impotriva patogenilor extracelulari intentia este de a distruge patogenul si a neutraliza produsii sintetizati de acestia

    - impotriva patogenilor intracelulari, fie se activeaza limfocitele T, pentru distrugerea celulelor infectate (printr-un mecanism de citotoxicitate), fie celulele infectate vor fi activate (prin intermediul citokinelor sintetizate de macrofage) si invatate sa neutralizeze antigenele internalizate.

    Mucoasa tractului respirator Mecanismele de aparare ale tractului respirator sunt reprezentate de:

    - stratul de mucus dirijat spre nivelurile superioare de catre celulele ciliate (miscare antiperistaltica); mucusul contine lizozim si IgA secretor (IgAs) care pot preveni atasarea microorganismelor de receptorii celulari;

    - perisorii nazali; - reflexul de tuse, care previne aspiratia (fig. 1)

    ...

    Fig. 1 Mecanismele de aparare ale tractului respirator

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    11

    Mucoasa tractului gastro-intestinal: la acest nivel exista cateva mecanisme de aparare:

    - saliva, care contine enzime hidrolitice si IgA secretor;

    - aciditatea extrema (pH cu valori intre 1-3) a sucului gastric, care anihileaza multe dintre bacteriile ingerate (de exemplu Vibrio cholerae);

    - lichidul biliar, ce prezinta de asemenea activitate antibacteriala,

    - enzimele proteolitice si macrofage activate, existente la nivelul intestinului subtire;

    - miscarile peristaltice cu rol de aparare mecanica;

    - microflora intestinului gros (un ecosistem complex, cu peste 400 specii bacteriene, mai ales anaerobe), care sintetizeaza substante cu actiune antibacteriana, cum sunt bacteriocinele si acizii grasi (fig.2).

    .

    Fig. 2 Mecanismele de aparare ale tractului digestiv

    Mucoasa vaginala, la femeia adulta poseda un pH acid, care este mentinut prin colonizarea cu Lactobacili, opunandu-se astfel colonizarii cu agenti patogeni.

    Dupa patrunderea in corpul uman, prin strabaterea suprafetelor mucoase, microorganismele vor fi preluate de catre macrofagele locale si vor fi transportate la nivelul

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    12

    ganglionilor limfatici (via vasele limfatice) care actioneaza ca si bariere impotriva raspandirii microorganismelor.

    B. Mecanisme nespecifice imunologice

    In decursul inflamatiei au loc 3 evenimente majore:

    - cresterea fluxului sanguin,

    - cresterea permeabilitatii capilare prin retractia celulelor endoteliale ceea ce conduce la evadarea unor molecule de diametru mare din capilare (inclusiv mediatori ai inflamatiei),

    - traversarea peretilor venulelor de catre leucocite, care ajung la nivelul tesuturilor inconjuratoare (la nivelul situsului iritativ, primele care ajung sunt polimorfonuclearele, urmate de monocite si limfocite).

    Fagocitoza

    Fagocitoza reprezinta ingestia, digestia si distructia substantelor straine de catre celulele fagocitare, reprezentate de: polimorfonucleare neutrofile (granulocite), monocite (macrofage circulante) si macrofage fixe apartinand sistemului reticulo-endotelial (fig. 3).

    Fig. 3 Tipuri de celule fagocitare

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    13

    1. Plaman (celule alveolare); 2. Splina (celule sinusoidale); 3. Piele (celule Langerhans); 4. Celulele sanguine circulante (monocite, PMN); 5. Tesut osos (osteoclaste); 6. Articulatii (celule sinoviale); 7. Rinichi (celule mezangiale) ; 8. Ficat (celule Kupffer); 9. Creier (celule mezangiale).

    In cursul infectiei bacteriene, numarul celulelor fagocitare circulante este crescut (fig. 4).

    Fig. 4 Etapele fagocitozei

    I. Chemotaxia (1. Antigen, 2. Celula fagocitara) ; II. Aderarea ; III. Fagocitoza cu `furtuna` celulara IV,V (3. Fagolizozom); VI. Antigenul reexpus ca determinant antigenic (4. MHC II, 5. Determinant antigenic) ; VII. Prezentarea Ag celulelor TH (6. TH, 7. TCR)

    Cele mai importante functii ale celulelor fagocitare sunt: chemotaxia, migratia, ingestia si distrugerea microorganismelor.

    Chemotaxia reprezinta migrarea celulara, controlata de catre celulele de adeziune, la endoteliul tesuturilor inflamate (proces cunoscut sub numele de pavimentare); moleculele de pe suprafata leucocitelor interactioneaza cu moleculele corespunzatoare de pe endoteliul activat, proces urmat de etapa migrarii fagocitelor catre situsul iritativ.

    Fagocitoza poate apare in absenta anticorpilor serici, in functie de arhitectura tisulara (de exemplu, fagocitele sunt mult mai eficiente in spatiile mici tisulare, cum ar fi alveolele pulmonare).

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    14

    Factori care influenteaza fagocitoza:

    1. Anumiti anticorpi (opsonine) care invelesc suprafata bacteriei si faciliteaza ingestia lor de catre fagocite. Opsonizarea (fig. 5) poate avea loc prin 3 mecanisme:

    a. anticorpul singur, poate actiona ca si opsonina b. complexul Ag-Ac poate activa cascada sistemului Complement, via calea

    clasica, pentru a induce productie de opsonine c. pot fi produse de catre un sistem termo-labil in care Ag sau alti factori,

    activeaza fractiunea C3, practic Sistemul Complement, via calea alternativa; 2. hiperosmolalitatea inhiba fagocitoza (in situatiile de deshidratare hipertona) 3. starile insotite de hipofosfatemie, duc la depletia granulocitelor in ATP, astfel

    reducandu-se eficienta fagocitozei 4. tulburari metabolice, in care neutrofilele au abilitatea de a ingera bacteriile, dar sunt

    ineficiente in distrugerea ulterioara a lor (de exemplu, in diabetul zaharat).

    Fig. 5 - Opsonizarea ( a. cu C3b ca opsosina; b. cu Ac ca opsonina): 1,5. Antigene; 2. Sistem complement; 3. Antigen invelit de fragmentul C3b; 6. Anticorpi (opsonine) ; 7. Antigen invelit de opsonine ; 4, 8, 9 Fagocitoza.

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    15

    Interactiunea dintre limfocite si fagocite

    Ag sunt preluate de catre fagocite, sunt prelucrate, apoi prezentate limfocitelor T (procesul de prezentare a Ag). Limfocitele T, la randul lor, elibereaza factori solubili (citokine) ce activeaza fagocitele (favorizand distrugerea Ag internalizate), iar fagocitele folosesc Ac (sintetizati de limfocitele B activate) pentru o recunoastere mai usoara a Ag.

    Sistemul Reticulo-Endotelial (SRE) este format din: - monocite circulante, - macrofage rezidente la nivelul diferitelor tesuturi (ficat, splina, ganglioni limfatici,

    timus etc), cu actiuni diferite: o celulele servesc ca si celule Antigen-procesoare si Antigen-prezentatoare

    (APC) o au efect citotoxic cand sunt inarmate cu molecule IgG specifice o sunt expuse influentei diferitelor citokine;

    Celulele lui sunt implicate in imunitatea naturala impotriva microorganismelor, prin: - procesul de fagocitoza si distrugere intracelulara - recrutarea altor celule inflamatoare, prin producere de citokine - prezentarea peptidelor antigenice la nivelul limfocitelor, etapa ce apartine imunitatii

    specifice.

    Leucocitele sunt celule derivate din liniile mieloida si limfoida a maduvei rosii formatoare si participa atat la sistemul adaptativ innascut, cat si la imunitatea adaptativa specifica.

    Celulele mieloide sunt celule cu un potential fagocitic foarte inalt: neutrofile motile, monocite si macrofage reprezentand prima linie de aparare;

    Eozinofilele, bazofilele si celulele mastocitare au rol in apararea antiparazitara si in generarea reactiilor de tip alergic.

    Neutrofilele au functii care depind de anumite proteine specifice, cum sunt moleculele de aderenta si de caile biochimice pe care le urmeaza (de exemplu in lantul respirator de citocromi).

    Eozinofilele, cat si bazofilele, au citoplasma bogata in granule, al caror continut este citotoxic (proteine cationice); de asemenea produc citokine; existenta receptorilor cu afinitate pentru moleculele de IgE, fac ca o data ce aceasta legatura a fost formata (celula IgE) sa apara degranularea celulelor cu eliberarea de mediatori vasoactivi, cu greutate moleculara mica si aparitia efectelor biologice locale (vasodilatatie, exsudatie, bronhoconstrictie etc).

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    16

    C. Mecanisme specifice imunologice

    Imunitatea poate fi divizata in functie de tipul, cantitatea si poarta de intrare a Ag, de calitatile genetice si de statusul fiziologic al individului, in:

    - imunitate naturala - imunitatea dobandita (activ sau pasiv) si artificiala (prin vaccinare) - toleranta imuna - imunitatea de protectie - imunitatea antitumorala - patologia imuna:

    o hipersensibilitate o autoimunitate o deficiente imune.

    Determinantul antigenic poarta denumirea de epitop, iar fragmentul de Ac (complementar epitopului antigenului) se numeste paratop (sau situs combinativ).

    Din punct de vedere molecular, reactia dintre Ag si Ac este o interactiune complexa, necovalenta, intre epitop si paratop.

    Raspunsul imun adaptativ prezinta o specificitate inalta pentru un Ag particulat, cuvintele cheie fiind: specificitate si memorie.

    La inceputul unei infectii, predomina raspunsul innascut, dar mai tarziu (la contactele ulterioare cu acelasi antigen), limfocitele isi amintesc de agentul patogen.

    In functie de mecanismul si de efectorul imunologic, se disting 2 categorii:

    o Raspuns imun mediat umoral cu participarea Ac o Raspuns imun mediat celular cu participarea unui numar mare de tipuri

    celulare.

    Imunitatea naturala

    Are un suport genetic; aceasta reprezinta statusul de non-receptivitate (rezistenta) al unor organisme impotriva anumitor agenti infectiosi (de exemplu, cainele sau pisica nu dezvolta tuberculoza, iar unii indivizi cu talasemie /heterozigoti/ nu dezvolta malaria).

    Imunitatea dobandita

    Poate fi definita ca si capacitatea de a dezvolta un raspuns imun impotriva unui Ag achizitionat de catre un individ (Tabel II).

    Tabel II Tipuri de imunitate

    Tip Mecanism

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    17

    1 Imunitate naturala activa Antigenul intra in organism, induce productie Ac specifici si limfocite specializate

    2 Imunitate naturala pasiva Transferul transplacentar al Ac de la mama la fat 3 Imunitate activa artificiala Prin procedura vaccinarii 4 Imunitate pasiva artificiala Terapie imuna (sero-terapie) cu imunoglobuline

    specifice, inoculate indivizilor infectati Imunitatea dobandita - natural activ

    Pe parcursul vietii unui individ, are loc o expunere continua la antigenele din mediul inconjurator, urmata de sinteza specifica de Ac de catre celulele limfoide competente imunologic, cu o durata de viata variabila.

    Rezultatul final al acestui contact cu agentii patogeni reprezinta reactia de tip imun, cu initierea raspunsului imun activ, atat in patologia tipica, cat si in cea subclinica.

    Imunitatea dobandita - natural pasiv

    Se realizeaza prin transfer transplacentar de Ac de la mama imunizata (de exemplu Ac antidifterici, Ac antipolio) la foetus, acesta fiind temporar imun la aceste afectiuni; dupa cateva luni, Ac maternali vor fi metabolizati si inlocuiti treptat cu Ac sintetizati de catre organismul copilului.

    Imunitatea dobandita activ artificial

    Apare ca rezultat al vaccinarii. Vaccinul reprezinta fie administrarea de toxine bacteriene inactivate (anatoxine), fie de microorganisme atenuate sau omorate; aceste produse nu produc boala (si-au pierdut patogenitatea in decursul prepararii lor), dar si-au mentinut antigenicitatea (abilitatatea de a induce sinteza de Ac);

    Mecanismul este similar cu cel din imunitatea naturala, dar este mult mai eficient.

    Imunitatea dobandita pasiv, artificial

    Se refera la inocularea de Ac specifici. Acestia sunt obtinuti sintetic sau de la indivizi ce au trecut prin boala. In general, imunizarea pasiva este indicata in bolile infectioase severe, datorita rapidei ei eficacitati, dar efectul sau este de scurta durata.

    Imunitatea de protectie (sinonim cu rezistenta imuna)

    Poate fi o imunitate specifica si/sau nespecifica, care asigura protectia impotriva anumitor boli infectioase.

    Imunitatea specifica de protectie apare fie ca rezultat al trecerii prin boala (de exemplu scarlatina, febra tifoida etc) sau dupa vaccinare. In ambele situatii imunitatea este indusa atat prin raspuns umoral (anticorpo-mediata), cat si prin raspuns celular (mediat celular), datorita activarii sistemului limfoid de catre Ag.

    Imunitatea nespecifica de protectie implica participarea mecanismelor nespecifice, care contribuie la apararea individuala impotriva: macromoleculelor, microorganismelor, parazitilor protozoari etc, toti fiind cu potential patogenic. Acest tip de imunitate nu implica recunoasterea si dezvoltarea unui raspuns imun specific; factorii care contribuie la acest proces sunt: barierele fizice, chimice, lizozimul, fagocitoza, interferonii etc.

    Imunitatea antitumorala

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    18

    Este o imunitate specifica, caracterizata prin abilitatea de a opri dezvoltarea proceselor neoplazice (in decursul oncogenezei); eficienta sa depinde de capacitatea sistemelor macrofagic si limfocitar de a recunoaste si a dezvolta in continuare un raspuns imun impotriva celulelor neoplazice.

    In acest tip de imunitate, se utilizeaza termenul de supraveghere imunologica (introdus de F.M. Burnet); aceasta inseamna ca sistemul imun detecteaza rapid celulele self-modificate (pe baza noului Ag de suprafata) si le distruge, inainte ca ele sa aibe timp sa se multiplice, prevenind in acest fel oncogeneza.

    Toleranta imuna

    Acest fenomen a fost descris experimental pentru prima data de catre P. Erlich, care a motivat lipsa de reactivitate specifica a tesutului limfoid impotriva unui anume Ag (numit tolerogen), prin abilitatea lui de a induce toleranta imuna cand este administrat intr-un anumit dozaj, cu un ritm anume, pe o anume ruta de administrare; este acompaniat de mentinerea abilitatii in raspunsul imun fata de orice alt Ag (cu exceptia celui in cauza).

    Tipuri de toleranta imuna:

    - Toleranta imuna naturala (sinonim cu self-toleranta) - care apare in cursul dezvoltarii ontogenetice a sistemului imun (in legatura cu structurile self) si este stabil pentru toata viata;

    - Toleranta imuna dobandita care apare cand animalelor de laborator li s-au administrat in mod repetat, doze mari de Ag (toleranta de doza inalta) sau doze scazute de Ag (toleranta de doza joasa).

    Tipurile adaptative induse prin boala ce apar de exemplu in afectiunile cronice, cum ar fi: tuberculoza, sifilisul, pot diminua sau supresa raspunsul imun.

    Experientele efectuate pentru acest tip de imunitate, au dovedit absenta rejetului de grefa in cazul transplantului de tesut propriu sau provenind de la frate geaman homozigot.

    Acest fenomen se poate explica prin existenta unor tesuturi si organe care sunt fie slab antigenice, fie inalt antigenice.

    S-a observat ca si in cazul gemenilor heterozigoti se poate dezvolta o toleranta reciproca, daca in decursul vietii embrionare a existat un transfer prin placenta unica.

    Principalii factorii care influenteaza inducerea tolerantei sunt: varsta, structura antigenica, cantitatea Ag, modalitatea de inoculare etc.

    Alti factori favorabili sunt: iradierea limfocitara, medicatia citostatica, care influenteaza secundar functia limfocitelor; se pare ca citokina IL-2 inhiba inducerea tolerantei imune.

    Mecanismul de inducere a tolerantei imune

    Atat toleranta (structurilor self), cat si clearance-ul Ag non-self, sunt procese active; receptorii specifici pentru determinantii self (de pe suprafata limfocitelor) pot suferi:

    - deletie clonala, fiind distrusi si inlocuiti, - avort clonal, cand sunt stopati in decursul perioadei de maturare - amnezie clonala, cand sunt inactivati ireversibil.

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    19

    Studii recente au dovedit ca atat celulele B cat si cele T, pot deveni tolerante in anumite conditii, prin modalitati diferite.

    La celulele B inductia tolerantei depinde de stadiul de maturare al celulelor B, de tipul de antigen, dar si modul lui de prezentare.

    La aceste celule se cunosc mai multe cai de inducere a tolerantei: - eliminarea celulei, aflata intr-o anumita faza a dezvoltarii ontogenetice, inainte ca aceasta sa devina limfocit periferic imunocompetent proces cunoscut sub termenul de clonal abortion (deosebit de deletia clonala care inseamna eliminarea unui limfocit deja matur functional) - anergia clonala care apare la contacte repetate cu un anumit antigen timo-independent in doze imunogene, putand duce la toleranta. In cadrul acestei tolerante, toate celulele B mature care raspund la stimularea antigenica, se diferentiaza in celule cu durata de viata scurta si, in final, nu mai raman celule care sa raspunda la solicitarile antigenice ulterioare; - activarea celulelor T supresoare specifice unui antigen poate produce o deletie functionala a celulelor B, care nu mai reactioneaza cu antigenele timo-dependente, deoarece limfocitul T supresor inhiba celulele Th, care activeaza in mod normal limfocitul B. S-a demonstrat ca in cursul administrarii de cantitati mici de antigene, apar celulele T supresoare, cu memorie. In plus, se crede ca este posibil ca toleranta celulelor B sa apara prin actiunea combinativa a deletiei clonale si a inductiei de celule Ts. - blocarea celulelor B de catre antigene timo-independente in exces, producand deletie functionala si astfel limfocitele prezente (cu specificitate fata de antigen) nu pot raspunde.

    La celula T inductia de imunotoleranta este legata de stadiul de dezvoltare a sistemului imun in general si de expresarea receptorului celulei T in timus sau periferie, in special. Dupa Roser (1989), antigenele straine injectate in momentul nasterii, gasesc celulele T functionale si pot produce toleranta prin activarea celulelor T supresoare sau prin clonal abortion la contactul celulelor T imature cu antigenul strain sau propriu. In anumite conditii, un rol il poate juca deletia celulelor T.

    S-au descris si alte cai de inducere a tolerantei, cum ar fi: anergia clonala, diferiti factori supresori, adaptarea transplantului etc.

    Toate acestea sugereaza multitudinea mecanismelor care participa concominent la inducerea tolerantei, fapt evidentiat de Eto si colab. (1990), care au aratat ca, la adultii primitori (sau receptori) de transplant, la care s-a indus toleranta prin tratament cu celule donatoare si ciclofosfamida, s-au produs mai multe tipuri de procese imunologice: deletie clonala intratimica a celulelor T specifice, dezvoltarea unor celule T supresoare specifice, anergie clonala etc.

    Exista numeroase modele experimentale utilizate pentru prelungirea supravietuirii transplantului de organ, dintre care poate fi amintit cel descris de Terness (1994) in incercarea de inducere a supravietuirii transplantului renal: cercetand mecanismul supresiei induse, acesta a descoperit un anticorp reglator care se formeaza in timpul raspunsului imun, descriind astfel un nou mecanism reglator al celulelor.

    Studiile lui Kruisbeer (1995) leaga fenomenul de toleranta, de protectia impotriva dezvoltarii unor reactii autoimune din partea celulelor T si B, care au receptori specifici pentru antigenele self. Aceasta protectie poate fi realizata prin mecanisme ce tin de:

    - existenta unor limfocite T care nu raspund la antigenele self, sau de afectarea potentialului functional al celulelor T self-reactive

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    20

    - aparitia unor limfocite B nereactive fata de antigenele self sau modificarea functionala a acestora. Printre mecanismele implicate in aparitia celulelor T-nereactive, un rol important il

    are deletia clonala intratimica, cat si cea periferica (pentru celulele T expuse la superantigene).

    De asemenea, prin expunerea la superantigene a celulelor T CD4+, acestea ar putea deveni anergice (paralizie functionala) fiind eliminate ulterior prin apoptoza.

    Toleranta fetala

    Aceasta problema este incomplet elucidata, cunoscandu-se faptul ca foetus-ul contine 50% din CMH (Complexul Major de Histocompatibilitate) paternal si cu toate acestea este tolerat de organismul mamei.

    Studii experimentale in vitro au aratat ca Ag CMH sunt foarte rapid expresate pe celulele fetale; acestea pot stimula limfocitele maternale, care le vor recunoaste ca si celule non-self si vor reactiona impotriva lor.

    Cercetarile in vivo insa, demonstreaza ca aceste reactii nu apar din cauza barierei placentare care izoleaza antigenele fetale de sistemul imun maternal (foita trofoblastica avand in structura numai celule neantigenice). In acelasi timp, placenta nu este o bariera perfecta pentru Ac, macrofage si limfocite; de aceea, se presupune ca exista anumiti factori supresori (alfa si beta-globuline fetale si maternale), care inhiba multiplicarea limfocitelor maternale si/sau functiile lor efectoare.

    Foetus-ul poate produce alfa-fetoproteina (cu functii imuno-regulatoare) care se afla in concentratii crescute in lichidul amniotic si plasma si, de asemenea, primeste Ac maternali protectori (in special IgG) care sunt transportati activ transplacentar. In plus, limfocitele T supresoare ale foetusului sunt mult mai multe decat alte tipuri de limfocite T.

    Imunopatologia

    In situatii normale, primul contact cu un anume Ag provoaca un raspuns imun favorabil (un status protectiv) care se poate dezvolta mai departe, dupa expuneri repetate la acelasi Ag (dezvoltandu-se o protectie solida); uneori insa pot apare raspunsuri nefavorabile, care se pot amplifica la contacte repetate, inducand reactii diferite de hipersensibilitate.

    Hipersensibilitatea (denumita si status alergic) apare in situatia unui teren atopic si reprezinta o sensibilitate specifica a individului fata de un Ag sensibilizant impotriva caruia s-a dezvoltat raspunsul imun. Hipersensibilitatea este practic un raspuns imun nefavorabil, acompaniat de leziuni tisulare.

    Raspunsul imun se imbunatateste la fiecare expunere ulterioara cu acelasi patogen. Reactiile care au loc se pot identifica a fi umorale sau celulare:

    - in cazul reactiilor mediate umoral, participa molecule de IgE sau complexe imune (Ag-Ac);

    - in raspunsul celular, in reactia de hipersensibilitate de tip intarziat sunt implicate limfocitele T (Td si Tc). Moleculele de IgE care participa la reactii sunt recunoscute ca si reagine. Ele sunt

    capabile sa reactioneze fata de anumiti stimuli antigenici (alergeni), conducand la manifestari patologice: anafilaxie sistemica, alergii alimentare, rinite alergice, astm bronsic etc.

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    21

    Anumite reactii de hipersensibilitate, cum sunt cele observate in boala serului, glomerulonefrita poststreptococica, alte nefropatii in care se formeaza complexe imune (cu alti Ac decat IgE) au loc cu participarea sistemului Complement.

    Aceste reactii care se desfasoara in decursul reactiilor de hipersensibilitate de tip intarziat, apar impotriva anumitor Ag ce au abilitatea de a supravietui intracelular: Mycobacterii, anumite virusuri (detalii in capitolul Reactii de Hipersensibilitate).

    Autoimunitatea

    Reprezinta un proces patologic, datorat unor reactii imune fata de structurile self. Se realizeaza cu participarea anumitor efectori ai sistemului imun: Ac, limfocitele T, celulele K, care vor distruge celulele tinta;in artrita reumatoida, anemia pernicioasa).

    Dintre cauzele care conduc la aparitia acestor reactii sunt: mutatiile (care afecteaza balanta tolerantei imune), activarea unor limfocite (ce poarta receptori similari pentru structurile self si non-self), reactiile unor structuri self cu diferite haptene (de exemplu medicamente) si formarea unor complexe noi, sau eliberarea unor structuri antigenice sechestrate (care in mod fiziologic nu vin in contact cu torentul circulator) cum ar fi: componente tiroidiene, spermatozoizi, componente ale cristalinului etc.

    In urma acestor procese are loc sinteza de autoAc fata de structurile nou aparute.

    Deficiente ale sistemului imun

    Imunodeficientele apar in cazul ineficientei sistemului imun, cand are loc afectarea diferitelor etape sau componente ale acestuia, iar manifestarile clinice in imunodeficiente sunt foarte diverse.

    Consumul de alcool si narcotice, expunerea la fumul de tigara, starile de hipoxie, acidoza etc. pot avea un efect supresor asupra sistemului de aparare al organismului!

    Organismul gazda imunocompromis

    Termenul de gazda imuno-compromisa se refera la o persoana (individ) cu defect in mecanismele de aparare, ceea ce induce secundar o predispozitie la afectiunile de tip infectios. Unele infectii pot fi deosebit de severe, altele se manifesta doar ca recurente infectioase, cu patogenii traditionali sau cu anumite microorganisme oportuniste. Aceasta clasa de germeni mai este cunoscuta sub denumirea de microorganisme cu minim potential patogenic si apar ca agenti etiologici, aproape exclusiv la aceasta categorie de indivizi. (Tabel III).

    In functie de mecanismul de aparitie, defectele imune se pot clasifica in:

    A. Genetice, B. Congenitale, C. Dobandite.

    In functie de momentul declansarii, aceasta patologie poate apare:

    - fie primar, - fie secundar anumitor afectiuni;

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    22

    Defectele imune pot fi clasificate in 5 categorii, dupa cum urmeaza:

    a. defecte ale functiei celulelor B (imunodeficiente umorale) cum sunt: hipo-gamma-globulinemia sau defecte selective ale claselor IgA, IgM sau IgG

    b. defecte ale functiei celulelor T (imunitate defectiva, mediata celular) de exemplu: limfoamele, boala Hodgkin, terapia citostatica, terapia corticoida, SIDA etc.

    c. defecte combinate ale celulelor T si B d. defecte ale activitatii neutrofilelor (defecte in chemotaxie sau distrugerea

    aberanta intracelulara a bacteriilor) e. defecte ale sistemului Complement.

    Tabelul III: Agentii patogeni asociati sindroamelor de imunodeficienta

    Imunodeficiente mediate umoral

    Bacterii piogene, paraziti: Giardia lamblia, diferite enterovirusuri

    Imunodeficiente mediate celular

    Bacterii: Listeria, Salmonella, Nocardia, Mycobacterium tuberculosis, micobacterii atipice Virusuri: Herpes simplex tip1/2, Herpes Zoster, citomegalovirus (CMV)

    II. Componentele structurale ale Sistemului Imun Umoral si Celular

    Sistemul imun este constituit din componente celulare si umorale, capabile sa recunoasca in mod specific determinantii antigenici si sa se lege de acestia prin intermediul unor structuri preformate (de exemplu, receptorii membranari limfocitari).

    Antigenul (structura non-self), patruns in organism, induce selectia clonala a limfocitelor, printr-un mecanism de selectare a limfocitelor, care poseda receptori specifici pentru structura non-self; ulterior apare diviziunea celulara, prinexpansiune clonala urmata de cresterea numarului de:

    - limfocite efectoare, cu durata scurta de viata (de ordinul saptamanilor), care vor distruge antigenele prin intermediul anticorpilor specifici sintetizati

    - limfocite de memorie, cu durata de viata foarte lunga (de ordinul anilor, chiar de-a lungul intregii vieti), care poseda pe suprafata lor receptori pentru antigenele fata de care au reactionat. Structurile non-self (virusuri, bacterii, celule animale, molecule proteice) pot fi

    distruse: - direct prin agresiunea directa a limfocitelor B sau T efectoare asupra antigenelor

    reprezentand imunitatea mediata celular - indirect de catre limfocitele B efectoare (plasmocite), capabile sa sintetizeze molecule

    de Ig reprezentand imunitatea mediata umoral.

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    23

    Prin mecanismul de cooperare intercelulara (cu participarea mediatorilor solubili), ce permite utilizarea diferitelor subpopulatii celulare, sunt active ambele tipuri de imunitate, in general.

    Sistemul imun este alcatuit din urmatoarele componente principale:

    1. Organele limfoide: - primare: timusul si maduva osoasa - secundare: splina, ganglionii limfatici, apendicele, amigdalele, placile Payer etc.

    2. Celulele: - PMN (polimorfonucleare neutrofile) - Macrofage - Limfocite T si B - Celule K (killer) - Celule NK (Natural Killer).

    3. Mediatori solubili: - imunoglobuline - limfokine (secretate de limfocitele T) - monokine (secretate de monocite si de macrofage) - proteinele sistemului Complement.

    1. Organele limfoide

    Organele limfoide primare (fig. 6) sunt reprezentate de : - timus - structurile echivalente Bursei lui Fabricius (de la pasari), cum sunt: structurile

    limfoide ce apartin tractului digestiv, splinei si anumite celule cu origine medulara cu rol important in procesul de educare a precursorilor limfatici (celule imature) cunoscute ca si celule Stem. In aceste organe are loc dezvoltarea limfocitara, din celulele Stem, care prolifereaza si

    se matureaza pana la stadiul de celula functionala, precum si achizitionarea mozaicului de receptori specifici membranari, pentru antigene. In cazul mamiferelor, celulele T se matureaza in timus, iar celulele B la nivelul ficatului si maduvei osoase, in perioada intra-uterina.

    Dupa procesul de invatare sau educare din organele limfoide primare, celulele Stem sunt orientate in 2 directii functionale distincte avand ca rezultat 2 clase de limfocite:

    - limfocitele T (derivate din timus) si - limfocitele B (derivate din maduva osoasa).

    Perioada de instructaj este urmata de faza de migrare cu colonizarea organelor secundare limfatice (mai ales la nivelul splinei si ganglionilor limfatici); din acest moment, limfocitele vor apartine in mod ireversibil uneia sau celelaltei clase de limfocite: T sau B.

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    24

    Fig. 6 Organele limfoide primare si secundare

    Timusul

    Este un organ cu structura epiteliala primara, populat cu celule Stem (migrate din sacul embrionar). Limfocitele T au capacitatea de a se divide rapid (de 3 ori in decurs de 24 de ore).

    Timusul este localizat in cutia toracica, suprapunandu-se partial cordului si vaselor sanguine mari; este un organ bilobat, fiecare lob este organizat in lobuli; in interiorul fiecarui lobul, limfocitele (timocitele) sunt aranjate de-a lungul cortexului periferic (celule imature) si a medulei interne (ce contine celule mature, ce expreseaza pe suprafata lor CD44).

    La mamifere, timusul involueaza odata cu varsta; la om, procesul de atrofie incepe in perioada pubertatii si continua de-a lungul vietii. Involutia timica incepe la nivelul cortexului, aceasta regiune putand dispare complet.

    Deoarece atrofia corticala este in legatura cu sensibilitatea la corticoizi a timocitelor corticale, toate conditiile asociate cu o crestere acuta a nivelului steroizilor (de exemplu perioada de sarcina sau starile de stress) promoveaza atrofia timica. De-a lungul vietii adulte, sinteza de limfocite T la nivel timic va continua, dar cu o intensitate mult mai mica.

    Celulele B se dezvolta din bursa lui Fabricius la pasari si in maduva osoasa hematogena la om.

    Organele limfoide secundare

    Sunt reprezentate de: - structuri incapsulate: splina si ganglionii, cu functii bine definite, - acumulari de structuri necapsulate ce se gasesc raspandite in tot organismul uman,

    asociate suprafetelor mucoase, denumite MALT (Mucosal Associated Lymphoid Tissues): amigdalele, placile Peyer de la nivel intestinal. Aceste structuri furnizeaza

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    25

    un mediu in care limfocitele interactioneaza in mod diferentiat: intre ele, cu celulele accesorii sau cu antigenele. Raspunsul imun generat la nivelul organelor limfoide secundare, necesita prezenta

    macrofagelor fagocitare, a celulelor prezentatoare de antigen (APC Antigen Presenting Cells) si a limfocitelor T si B mature.

    Deoarece splina este responsabila de protectia impotriva antigenelor cu sursa in torentul circulator, pacientii ce au fost splenectomizati sunt mult mai susceptibili la infectiile cu punct de pornire din torentul circulator. Ganglionii limfatici sunt reponsabili de protectia fata de antigenele care au ca sursa suprafetele tegumentare si mucoasele. Raspunsurile impotriva antigenelor pe care le intalnesc, via aceste rute, induc sinteza de anticorpi specifici (circulanti si intrasplenici) in urma raspunsurilor mediate celular;

    Sistemul mucosal, prin IgA secretor (sIgA), care este secretat direct la nivelul mucoaselor, protejeaza organismul impotriva intrarii antigenelor direct, prin penetrarea epiteliului mucosal de suprafata: mucoasa respiratorie, digestiva, genito-urinara.

    Splina

    Splina, organ cu localizare in cadranul superior stang al peretelui abdominal, in spatele stomacului, in apropierea diafragmului, este constituita din 2 tipuri de tesuturi: pulpa alba si pulpa rosie.

    Pulpa rosie contine celule rezidente: macrofage, eritrocite, plachete, granulocite, limfocite si numeroase plasmocite, actionand si ca rezervor al acestor tipuri celulare, avand de asemenea abilitatea sa distruga plachetele si eritrocitele imbatranite (prin procesul numit hemocatereza).

    Pulpa alba este organizata in: foliculi primari nestimulati si foliculi secundari stimulati. Foliculii primari nestimulati sunt cei care se formeaza prin agregarea celulelor B virgine, iar foliculii secundari stimulati sunt cei care poseda un centru germinativ cu celule de memorie. Centrele germinative contin de asemenea celule dendritice foliculare si macrofage fagocitare.

    Ganglionii limfatici

    Ganglioni limfatici sunt plasati in anumite arii anatomice: regiunea gatului, axilei, mediastinului si cavitatii abdominale.

    Aceasta amplasare strategica permite filtrarea antigenelor de la nivelul fluidului interstitial cu ajutorul limfei, in cursul pasajului acesteia de la periferie catre ductul toracic. Ganglionii limfatici localizati la suprafata si care protejeaza tegumentul sunt denumiti ganglioni somatici, iar ganglionii de pe suprafata mucosala a tractului respirator, digestiv, genitourinar poarta denumirea de ganglioni viscerali.

    Dupa cum se poate observa in fig. 7, diametrul ganglionilor limfatici este cuprins intre 2-10 mm in diametru; forma lor este rotunda sau ovoida; poseda un hil pe unde vasele sanguine vin si pleaca; sunt formati din cortex (zona celulelor B), paracortex (zona celulelor T) si o zona centrala (zona medulara) ce contine celule T, B, plasmocite si numeroase macrofage. Paracortexul contine de asemenea numeroase APC (Antigen Presenting Cells) celule interdigitate prezentatoare de antigen ce expreseaza niveluri crescute ale moleculelor apartinand CMH (Complexului major de Histocompatibilitate) clasa II.

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    26

    Fig. 7 Structura ganglionului limfatic

    Sistemul limfoid mucosal MALT

    Este localizat mai ales la nivelul laminei propria si a ariilor submucosale ale tractului gastro-intestinal, respirator si genitor-urinar, precum si la nivelul amigdalelor; este reprezentat de agregate de tesut limfoid neincapsulat.

    Raspunsurile imune umorale la nivel mucosal sunt efectuate cel mai frecvent de izotipul IgA (IgA secretor). IgA secretor este un anticorp care are abilitatea de a traversa mucoasele membranare, prevenind patrunderea agentilor infectiosi.

    2. Celulele implicate in Raspunsul Imun

    Polimorfonuclearele neutrofile (PMN) (fig. 8)

    Polimorfonuclearele neutrofile contin 2 tipuri de granule:

    - granule primare (azurofile) ce contin enzime hidrolitice (de exemplu lizozimul), proteine cationice si defensine toate cu activitate antimicrobiana.

    - granule secundare (specifice) ce contin lactoferina si colagenaze.

    Procesul de distrugere intracelulara este reprezentat atat de mecanisme oxidative, cat si neoxidative, dupa cum urmeaza:

    - creste consumul de O2, cu amplificarea generarii de ioni superoxid (O2-) si eliberarea de H2O2. Ionul superoxid poate avea efecte letale pentru multe microorganisme si este distrus de catre SOD (Super Oxid Dismutaza); un alt produs toxic este NO (oxidul nitric)

    o in granulomatoza cronica lipseste citocromul b din granulocite, de aceea este redusa capacitatea de generare a O2-, explicand astfel lipsa eficientei in distrugerea microorganismelor de catre aceste celule, cat si susceptibilitatea pacientilor la boli inflamatorii (cauzate in special de stafilococi)

    - creste glicoliza, de-a lungul suntului hexozo-monofosfat

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    27

    - prin disruperea lizozomilor, enzimele hidrolitice sunt eliberate in vacuolele fagocitare pentru a forma fago-lizozomul (vacuola digestiva).

    Unele microorganisme (de exemplu, Legionella pneumophila) sunt capabile sa inhibe aceste procese.

    Daca numarul de granulocite functionale scade sub 500 celule/l, pacientul devine foarte susceptibil la infectiile bacteriene oportuniste. Aceste situatii se intalnesc secundar diferitelor boli, terapii medicamentoase sau radiatii, cand maduva osoasa a pacientilor este supresata.

    Fig. 8 Celulele implicate in raspunsul imun 1. Celula stem pluripotenta (maduva osoasa); 2. Precursor limfoid comun (celula limfoida progenitoare cu localizare in maduva hematogena); 3. Limfocite T: TH1, TH2, Ts, Tc, Td, Tcs; 4. Celule B; 5. Plasmocite; 6. NK ~ LAK; 7. Celule K; 8. Precursor comun (celula mieloida progenitoare); 9. Monocit ; 10. Macrofage fixe; 11. PMN; 12. Eozinofile; 13. Bazofile circulante; 14. Mastocite (bazofile fixe intratisular); 15. Megacariocite; 16. Trombocite.

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    28

    Macrofagele

    Sistemul Reticulo-Endotelial (SRE) este reprezentat de catre celulele mononucleare fagocitare prezente in torentul circulator (monocitele) si fixe (macrofagele): in tesutul limfoid hepatic (celule Kupffer), splina (celule sinusoidale), osos (osteoclaste), plamani (celule alveolare), tegument (celule Langerhans), sistem nervos (celule gliale) etc.

    Cele doua functii importante ale sistemului fagocitic mononuclear sunt efectuate de diferite celule derivate din maduva osoasa:

    - fagocite profesionale- cele ale caror rol predominant este sa indeparteze antigenele particulate

    - APC (Antigen Presenting Cells)- celule prezentatoare de antigen, al caror rol este acela de a ingera, procesa si prezenta determinantii antigenici, expusi pe suprafata lor (dupa fagocitoza), celulelor T helper (Th).

    Celulele mieloide progenitoare se afla la nivelul maduvei osoase. Ele se diferentiaza in promonocite, ulterior in monocite circulante; celulele din acest pool circulant, migreaza prin peretii vasculari in diferite organe si tesuturi, ca sa devina celule fixe, cunoscute ca si macrofage.

    Celulele circulante (monocitele) sunt celule mari cu diametrul de 10-18 m. De obicei au un nucleu in potcoava, continand frecvent granulatii azurofile si multi lizozomi (intracitoplasmatic) care contin la randul lor, peroxidaze si cateva hidrolaze acide importante in procesul de distructie intracelulara a microorganismelor.

    La un pH mai mic, activitatea monocitelor fagocitare circulante poate fi prelungita.

    In fig.9 pot fi identificati principalii activatori ai macrofagelor: - microorganismele si produsii lor, - complexele Ag-Ac, - procesele inflamatorii, - limfocitele T sensibilizate, - limfokinele si - injuriile locale.

    Fig. 9 Activitatea macrofagului 1. reorganizarea tisulara (elastaza, colagenaza, hialuronidaza etc.); 2. activitate antitumorala (efect citotoxic: H2O2, proteaze, arginaza, TNF); 3. activarea limfocitelor (sinteza IL-1); 4. efect bactericid (H2O2, producere de O2-, proteine cationice; 5. opsonizare; 6. inducerea febrei (IL-1, TNF, Pg).

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    29

    Macrofagele activate: - poseda un numar crescut de lizozomi, - produc oxid nitric, - produc si elibereaza IL-1 (interleukina 1) care participa la inducerea reactiei febrile si

    la activarea altor celule fagocitare. Opsoninele (imunoglobuline) intensifica procesul de fagocitoza efectuat de catre

    aceste celule.

    Limfocitele

    Noile tehnologii permit studierea moleculelor de pe suprafata celulelor imune, cu rol efector si reglator, apeland la Ac monoclonali.

    Diferentele antigenice si functionale ale celulelor imune identice din punct de vedere morfologic devin evidente dupa intalnirea cu un antigen; ciclurile mitotice care vor urma, se vor insoti de dezvoltarea unor populatii si subpopulatii celulare cu functii bine definite.

    Precursorul limfoid comun va deriva din celula Stem, din maduva hematoformatoare, (printr-un mecanism de diviziune clonala si transformare morfofunctionala); el va ajunge in circulatia sanguina si, mai departe, va reactiona cu organele limfoide primare (fie maduva osoasa, fie splina).

    Indiferent de organul limfoid primar, procesul de maturare si instruire (educarea finala) va continua, rezultatul fiind aparitia de limfocite T si B; limfocitele T sufera aceste procese in interiorul timusului (celule Timus-derivate) si celulele B la nivelul maduvei osoase (celule B-derivate Bone-marrow-derivated cells).

    Pe parcursul ultimelor etape, celulele vor achizitiona sau vor pierde molecule de suprafata de aceea vor fi diferite din punct de vedere functional si morfologic. In urma acestui proces se formeaza celule competente imunologic, apte sa recunoasca structurile non-self si moleculele ce apartin MHC (Sistemul Major de Histo-Compatibilitate).

    In acest moment, prin intrarea in torentul circulator, in drumul lor spre organele limfoide secundare (ganglioni limfatici, splina etc) celulele virgine sau naive (denumite astfel, din cauza ca nu au fost stimulate antigenic) se matureaza.

    Ajunse la nivelul organelor limfoide secundare, celulele T (responsabile pentru raspunsul imun celular) si celulele B (responsabile de raspunsul imun umoral) pot intalni structuri antigenice (eventual secundar prelucrarii lor de catre macrofage daca a fost necesar); impreuna cu MHC vor recunoaste structurile antigenice si vor induce raspuns imun (cu proliferare clonala a celulelor interesate).

    Clasificarea celulelor imune: Limfocite T (in periferie exista 75% din numarul total de limfocite) care actioneaza ca

    si: - celule efectoare:

    o Td (delayed intarziat) implicate in raspunsul imun de tip intarziat tip IV o Tc care stabilesc un contact direct cu celula tinta (care va fi distrusa, in

    absenta atat a proteinelor sistemului Complement, cat si in absenta anticorpilor)

    - celule cu efecte reglatoare: o Ts cu rol in mentinerea unui echilibru intre intensitatea raspunsului imun si

    proliferarea celulara; exista 3 subtipuri diferite: Ts1, Ts2 si Ts3, care sunt activate secvential

    o Tcs celule contra-supresoare ce inhiba activitatea Ts

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    30

    o Th celule helper ajutatoare cu o durata de viata lunga, care nu se divizeaza si induc activarea limfocitelor B; exista 2 subclase: Th1 si Th2; Th1 induce un raspuns imun antibacterial si antiviral; Th2 induce un raspuns imun impotriva alergenilor si helmintilor

    o Ta sunt limfocitele care amplifica raspunsul imun, printr-o activare selectiva a limfocitelor B.

    Limfocitele B (reprezinta 5% din limfocitele periferice) poseda markeri imunoglobulinici pe suprafata lor; in cursul stimularii antigenice, se vor transforma in plasmocite (celule cu capacitate de sinteza a anticorpilor, avand rol efector; ele supravietuiesc cateva zile, dupa care mor prin proces de apoptoza). Diferitele subpopulatii ale limfocitelor B sunt capabile sa sintetizeze molecule apartinand oricarei clase de imunoglobuline: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD.

    Cateva celule constituie celulele B de memorie (celule cu viata lunga), care sunt activate in decursul urmatoarelor contacte, cu acelasi antigen.

    Alte celule B au rol reglator, sunt celule prezentatoare de antigen (APC), care pe baza functiei lor vor prezenta antigenul, limfocitelor T.

    Antigenele care actioneaza asupra celulelor B pot fi: - antigene timo-dependente care vor induce sinteza de anticorpi, cu participarea

    limfocitelor T; - antigene timo-independente care vor induce in mod direct sinteza de anticorpi, fara

    participarea celulelor T.

    Diferentierile morfologice dintre celulele T si B devin evidente doar la microscopia electronica, unde se observa ca limfocitele T au suprafata neteda, iar limfocitele B prezinta vilozitati pe suprafata lor.

    Limfocitele non-A non-B reprezinta 5% din totalul limfocitelor periferice; - sunt limfocite de talie mare, granulare LGL (Large Granular Lymphocytes) - nu au nici un marker pe suprafata lor; - participa la reactiile antitumorale de tip imun, la reactiile de rejet de grefa si in

    apararea antivirala.

    Celule NK (Natural Killer): - sunt celule cu durata de viata scurta, - au activitate natural distructiva (fiind capabile sa distruga in cateva ore, celulele

    tinta); - pe suprafata lor exista receptori Fc si markeri comuni pentru ambele tipuri de linii:

    mieloida si limfoida; - au abilitatea de a distruge celule leucemice, tumorale, celule infectate viral sau

    bacterian, - in cursul activitatii lor, sintetizeaza limfokine, astfel interferand intr-o maniera

    reglatoare, in decursul raspunsului imun.

    Factorii care influenteaza activitatea celulelor NK sunt: varsta, afectiunile cronice, stress, dieta, tratament medical, determinare genetica, citokine, molecule de IgE etc.

    Celule K (Killer): - poseda pe suprafata lor receptori Fc (pentru fragmentul Fc al moleculelor de

    imunoglobuline);

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    31

    - in acest mod participa la ADCC (Antibody-Dependent Celular-mediated Cytotoxicity) (citotoxicitatea mediata celular anticorpo-dependenta) putand distruge orice tip de celula tinta, intr-un mod nespecific, in conditiile in care celula tinta in prealabil este recunoscuta in mod specific de catre anticorpi.

    - sunt diferite de celulele NK; in situatii de imunodeficienta, functiile NK sunt inhibate (chiar anulate) in timp ce functiile celulelor K nu sunt influentate de aceasta situatie.

    - celulele K activate de limfokine, notate LAK (Lymphokine Activated Killer Cells), poseda acelasi efect antitumoral ca si celulele NK.

    Activarea celulelor B si T

    Celulele T trebuie sa vada antigenul, in context cu moleculele MHC de pe APC (celule prezentatoare de antigen), in timp ce celulele B se pot lega in mod liber de antigen si in general ele sunt activate (transformate in plasmocite) de catre limfocitele T.

    Activarea si proliferarea induse de catre antigen apar in mod normal in tesutul limfoid; in vitro, poate fi obiectivat, in culturile de limfocite cu un agent activator, cum sunt de exemplu lectinele (concavalina A, fitohemaglutininele preparate derivate din plante, cat si bacterii cu activitate mitogenica); experimentele pe linii celulare umane si de soareci au aratat ca activarea celulelor T si B, induce sinteza de citokine.

    Interactiunea cu un antigen trigger a limfocitelor care exista in faza de repaus, duce la dezvoltarea unor reactii biochimice, care au ca rezultat aparitia unor mesageri secundari in interiorul celulelor T si B, responsabili de schimbarile ADN-ului celular.

    Mecanismul de actiune a doi dintre mesagerii secundari (inositol 1,4,5 trifosfat IP3 si diacylglicerol DAG) este urmatorul :

    - activarea specifica a genelor - amplificarea receptorilor IL-12R si - expresarea moleculelor de suprafata a limfocitelor:

    o aceasta activare a markerilor include adeziunea moleculelor care vor permite o interactiunea mai eficienta cu alte celule si receptori, pentru factorii de diferentiere si crestere, fenomen necesar proliferarii si diferentierii continue;

    o activarea markerilor celulelor B include o afinitate crescuta pentru IL-2R si alti receptori pentru crestere si diferentiere, cum sunt: IL-3, IL-4 si IL-6;

    o activarea markerilor celulelor NK implica si participarea moleculelor MHC clasa a IIa.

    Eozinofilele sunt un grup de leucocite, care au capacitatea de a agresiona si leziona parazitii extracelulari (de exemplu Schistosoma) prin procesul de degranulare celulara si eliberarea de substante similare histaminei.

    Mediatorii solubili ai imunitatii

    Multe molecule sunt implicate in dezvoltarea unui raspuns imun, inclusiv anticorpii si citokinele, produse de limfocite si o mare varietate de alte molecule ce exista in mod normal intra-seric.

    Concentratia serica a acestor proteine creste rapid, in cursul starilor infectioase, de aceea se definesc ca si proteine de faza acuta (de exemplu: proteina C de reactie, care are capacitatea de a se lega de proteina C din structura pneumococilor; SRS-A/ Slow Reactive Substance of Anaphylaxis etc).

    Acestea promoveava inglobarea antigenului de catre fagocite, in decursul opsonizarii (faza de pregatire a fagocitozei); molecule cum sunt cele de anticorpi, ale sistemului Complement si PCR care promoveaza fagocitoza, actioneaza ca si opsonine.

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    32

    III. Raspunsul inflamator

    La nivelul situsurilor inflamatoare, endoteliul expune moleculele de adeziune; aceste molecule vor fi recunoscute de catre receptorii localizati pe limfocitele activate sau pe fagocite; pasul urmator este dirijarea traficului celular catre situsurile inflamatoare.

    Participantii la reactiile inflamatoare sunt reprezentati in principal de catre:

    - circulatia sanguina care va aduce fagocitele circulatorii si moleculele serice la situsul agresat;

    - cresterea permeabilitatii capilare care va permite exsudarea proteinelor serice (prin participarea in special a moleculelor de anticorpi si sistemului Complement)

    - migrarea leucocitara.

    Celulele implicate in reactiile inflamatorii participa diferentiat, astfel:

    1. - neutrofilele sunt primele celule (prima linie de aparare) care ajung la locul inflamatiei acute si pentru cateva zile, raman principalul tip de celule la acest nivel ;

    2. - de obicei limfocitele Th (CD4+) si limfocitele B, sosesc mai tarziu ;

    - daca nu se reuseste neutralizarea agentului infectios, se va dezvolta in timp inflamatia cronica cu participarea a mai putine PMN (polimorfonucleare neutrofile) si a unui numar mare de limfocite T CD4+ si fagocite mononucleare ;

    3. - in cursul crizelor astmatice (hipersensibilitatea de tip I) peretele bronsic este infiltrat cu eozinofile, bazofile si macrofage.

    - intentia principala a celulelor bazofile si a mastocitelor (bazofile fixate tisular) este sa atraga leucocitele si mediatorii solubili ai imunitatii inspre situsul inflamator,

    - prin degranularea intracitoplasmatica, granulele continand mediatori (histamina, serotonina, bradikinina, heparina etc) care vor induce reactie inflamatoare in tesuturile invecinate.

    - aceste celulele pot de asemenea sintetiza si secreta un numar relativ mare de mediatori, cu rol in dezvoltarea raspunsului imun.

    - mastocitele se aseaza in vecinatatea vaselor sanguine tisulare si unii dintre mediatori actioneaza asupra celulelor din peretele vasculare (fig.10).

    4. - plachetele pot de asemenea elibera mediatori ai inflamatiei cand sunt activate in cursul trombogenezei sau de catre complexele Ag-Ac (antigen-anticorp).

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    33

    Fig. 10. Reprezentarea schematica a raspunsului inflamator. Dupa agresiunea tisulara (1), datorita agresiunii bacteriene (a), celulele vor fi atrase de catre -lizine, totodata blocate de catre reteaua de fibrina, dar unele celule au abilitatea de a sintetiza fibrinolizine (cu distrugerea retelei de fibrina); se vor dezvolta in continuare reactii vasculare (II) reprezentate de: leziune vasculara (2) si vasodilatatie locala (3) cu extravazare plasmatica a: anticorpilor preformati (5), fractiunea sistemului Complement (6) si fibrinogen, cu formarea unei retele de fibrina (7) si -lizine (8); moleculele libere de anticorpi, impreuna cu bacteriile vor forma complexe Ag-Ac (antigen-anicorp) (5a,b); in continuare se vor atasa fractiunilor sistemului Complement (9) urmata de bacterioliza (10); C3a si C5a (anafilatoxinele) vor atrage fagocitele spre situsul inflamator (11); reactiile celulare (II) sunt reprezentate de: activarea si chemotaxia PMN (12), directionate catre situsului iritativ (14), fiind in continuare antrenate in procesul de fagocitoza (14a, 14b) cu eliberare de produsi de degradare si expunerea moleculelor de antigen pe suprafata celulelor fagocitare, ca si determinanti antigenici (14c); determinantii antigenici vor activa celulele Th (15) care vor induce selectie si proliferare clonala a limfocitelor B cu transformare plasmocitara (16) si sinteza de antiorpi specifici (17); mastocitele peri-vasculare vor fi activate de catre produsii rezultati in cursul reactiilor inflamatoare, cu degranulare ulterioara (13) si eliberare de amine vaso-active; dupa cateva cicluri fagocitare, fagocitele mor de-a lungul procesul de suicid celular (18) din cauza epuizarii continutului enzimatic.

    Migrarea celulara catre situsul iritativ, urmeaza cativa pasi:

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    34

    - in cursul reactiilor tisulare (deja mentionate) celulele circulatorii se vor atasa de celulele endoteliale, vor penetra si traversa peretele vascular, datorita conexiunilor laxe intercelulare (urmare a vasodilatatiei locale);

    - dupa pasajul celulelor inflamatorii (de la un situs la altul al peretelui vascular) vor fi dirijate catre situsul inflamator (prin intermediul stimulilor chemotactici): C3a, C5a (ambele sunt anafilatoxine), derivati ai acidului arahidonic: leucotriene, tromboxan, citokine etc.

    Aceste etape se desfasoara: - pe de o parte sub controlul partial al moleculelor de suprafata, localizate pe celulele

    migratoare, permitandu-le sa interactioneze cu endoteliul, cu celulele tisulare sau cu matricea extra-celulara: FN (fibronectina), LM (laminina).

    - pe de alta parte sub controlul unei varietati de molecule de semnalizare (cum sunt chemokine).

    In general migrarea leucocitara in cursul traversarii endoteliului, depinde de: - incarcarea electrica de suprafata a celulelor ce interactioneaza, - de fortele de schimbare hemodinamica in patul vascular si - de expresarea situsurilor complementare ale moleculelor de adeziune atat pe

    leucocite, cat si pe endoteliu (detalii in sectiunea Molecule de adeziune). Dupa inglobarea microorganismelor de catre fagocite, urmeaza digestia intracelulara

    (cu desfasurare de-a lungul cailor O2-dependente si O2-independente). pH-ul devine acid, iar proteazele celulare induc liza leucocitelor; in decursul acestei

    etape, vor fi eliberati derivati ai acidului hialuronic (component membranar) cum sunt: prostaglandinele (Pg), leucotrienele (LT), tromboxani (Tx) cu rol de mediatori ai raspunsului inflamator;

    Intr-un final, macrofagele mari mononucleate (celulele scavenger/gunoier) vor sosi la acest nivel, vor ingloba detritusul leucocitar si va urma remisia evenimentelor inflamatorii locale.

    Febra

    Este cea mai obisnuita manifestare sistemica a raspunsului inflamator si este un semn cardinal al afectiunilor de tip infectios. Centrul termoreglator este localizat in hipotalamus, fiind supus stimulilor fizici, chimici, infectiosi, neoplazici, ai hipersensibilitatii etc.

    In decursul infectiei, substantele care sunt capabile sa induca febra, se recunosc ca si pirogene, reprezentate de: endotoxine (continute de peretele bacteriilor Gram negative) si citokine (eliberate de catre celulele limfoide) cum este IL-1.

    IL-1 este un pirogen endogen, actionand ca factor de activare limfocitara; este o proteina termolabila; experimental dupa administrarea i.v. febra debuteaza dupa cateva minute; dupa producerea IL-1, aceasta va fi directionata de catre torentul circulator catre centrul termoreglarii, unde se initiaza raspunsul fiziologic febra inducand secundar productia de limfocite.

    Endotoxinele sunt lipopolizaharide termo-stabile; experimental dupa administrarea i.v., exista o perioada latenta (de 60 90 minute) pana la aparitia febrei.

    Remiterea febrei prin medicamente (cum este aspirina) nu este daunatoare in cursul infectiei si frecvent face ca pacientii febrili sa se simta mult mai confortabil; la specia umana nu se pot atribui efecte benefice febrei, chiar daca productia de molecule de anticorpi si proliferarea celulelor T este mai eficienta la temperatura mai mare decat cea normala.

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    35

    IV. Antigenele

    Reprezinta substante (vii sau particule inerte) ce sunt recunoscute ca si non-self de catre organism. Antigenele sunt capabile sa induca un raspuns imun umoral specific (definit ca si umoral din cauza participarii moleculelor de anticorpi cu rol de mediatori) si/sau un raspuns imun celular (prin participarea celulelor reactionate de catre antigene).

    Non-self reprezinta nu numai structura straina, dar si un aranjament particular al aminoacizilor in cadrul structurii primare a proteinelor, care poate fi expus la suprafata celulara si recunoscut ca si non-self.

    La modul general, antigenele capabile sa induca un raspuns imun, sunt definite ca si imunogene si pot fi macromolecule (cu o greutate moleculara mai mare 10.000 D); de obicei sunt proteine, mai rar glucide si lipide.

    Pentru a fi imunogen (capacitatea de a induce sinteza de anticorpi specifici) un antigen trebuie sa posede cateva caracteristici:

    - sa fie recunoscut ca si non-self, - pe suprafata lui sa existe determinanti antigenici (recunoscuti ca si epitopi) care vor

    induce antigenicitatea si imunogenicitatea.

    Antigenele cu multi determinanti antigenici (celule, tesuturi, fragmente de: bacterii, virusuri, paraziti, animale) pot fi: structurile proteice sau macromoleculele glucoproteice libere (care sunt foarte usor fagocitate), sau legate de anumite celule specializate cum sunt APC (Celulele Prezentatoare de Antigen) celule cu rol pregatirea si prezentarea antigenelor.

    Antigenicitatea depinde de: - persistenta unei molecule antigenice in organism, - structura chimica (proteinele si glicoproteinele sunt foarte imunogene), - modul de prezentare a epitopului pe suprafata celulara, - calea de inoculare a antigenului.

    Substantele chimice simple (cu greutate moleculara mai mica de 10 kD) se recunosc ca si haptene sau antigene incomplete (cum sunt medicamentele, molecule lipidice, glucidice, toate recunoscute ca si alergeni) si nu poseda capacitatea de a fi imungene; aceste structuri sunt capabile sa devina imunogene doar cand sunt legate de o proteina carrier cu ajutorul careia vor avea o greutate moleculara mai mare. Chiar daca haptena nu induce sinteza de anticorpi, este capabila sa reactioneze cu anticorpii specifici (atunci cand exista anticorpi specifici sintetizati in urma expunerilor anterioare la aceeasi haptena); cel mai adesea se sintetizeaza molecule de IgE.

    Pentru ca un anticorp sa fie sintetizat impotriva unei haptene, trebuie sa existe o cooperare intre limfocitele T si B (cooperare intercelulara); celulele T vor fixa carrier-ul si vor expune haptena limfocitelor B, care vor fi activate si se vor transforma in plasmocite (celule sintetizatoare de anticorpi specifici anti-haptena) (fig. 11).

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    36

    Fig. 11. Cooperarea intercelulara

    Determinantii antigenici, cunoscuti si ca epitopi, variaza ca si numar de la un antigen la altul, fiind intr-un numar mai mare cand molecula este mai mare, conformandu-se profilul antigenic.

    Valenta antigenica variaza in functie de greutatea moleculara a moleculei de antigen. De exemplu, molecula de hemoglobina (cu o greutate moleculara de aproximativ 32 kD) are 6 situsuri combinative (valente), molecula de mioglobina (cu o greutate de 17 kD) are 3 valente.

    In cazul unui antigen proteic exista epitopi diferiti (capabili sa induca sinteza de anticorpi specifici diferiti, practic pentru fiecare tip de epitopi) iar in cazul unui antigen polizaharidic exista epitopi repetitivi (unii dintre ei cu functii dominante).

    Pentru fiecare tip de epitop, in populatia limfoida exista un corespondent, reprezentand o clona limfoida. Ca si regula generala, un epitop selecteaza o clona limfoida propice (care va fi activata si va expansiona) rezultatul fiind sinteza de anticorpi specifici; etapa finala este combinatia dintre antigen si anticorpul specific.

    Configuratia spatiala influenteaza grupurile determinante acest lucru poate fi explicat prin faptul ca fiecare epitop (diferit) va induce sinteza de anticorpi specifici care poseda un situs potrivit, denumit paratop, care prezinta specificitate fata de epitop.

    Exista situatii cand antigenul induce sinteza de anticorpi, iar acestia sunt capabili sa reactioneze si cu structuri antigenice similare celui care le-a indus productia recunoscuti ca si antigene cross-reactive; aceste antigene poseda in comun structuri similare sau chiar identice, rezultatul fiind cross-reactii (de exemplu streptococul -hemolitic grup A poseda structuri similare cu cele miocardice umane).

    In ceea ce priveste recunoasterea structurilor antigenice de catre celulele mitogene active, antigenele se pot clasifica in: antigene naturale, antigene straine, antigene self si antigene ale sistemului de histocompatibilitate:

    - antigenele naturale: pot fi solubile (proteine, polizaharide) sau corpusculare (virusuri, bacterii, paraziti etc); pentru a fi imunogenice, proteinele trebuie sa aiba o greutate moleculara intre 4 kD si 20 kD (unele sunt inalt imunogene de exemplu albumina, glicoproteinele serice, in timp ce altele sunt slab imunogene).

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    37

    - marea majoritate a antigenelor, sunt antigene straine sunt reprezentate de: proteine, nucleoproteine, lipoproteine, glicoproteine, polizaharide cu greutate moleculara mare; dintre acestea: - a. antigene microbiene cum sunt: capsula, peretele celular, flagelii, pilii, toxinele, anvelopa virala si - b. antigene non-microbiene - care includ: polenul, celulele sanguine, proteinele serice, rejetul de tesut etc.

    - antigenele self sunt antigene autologe, fiind capabile sa devina imunogene, in anumite conditii: - prin eliberarea in circulatie a componentelor sechestrate (din creier, testicule, tiroida, cristalin) care nu circula libere in conditii fiziologice, nevenind in contact cu sistemul limfoid in cursul procesului de maturare imunologica; daca accidental aceste structuri vin in contact cu sistemul imun, vor induce un raspuns autoimun; - cand exista tulburari functionale ale limfocitelor T - in caz de tumori se vor forma structuri antigenice (antigene specifice tumorale inauntrul sau pe suprafata celulelor tumorale) care se identifica in 3 categorii: - a. antigene tumorale asociate virusului - b. antigene asociate rejetului de grefa -c. antigenele oncofetale (embriofetale) sau antigenul carcinofetal; aceste antigene sunt prezente doar in perioadele embrionare si fetale, dar pot reapare la indivizii cu patologie tumorala, din cauza unei depresii genetice (de exemplu -fetoproteina si antigenul carcino-embrionar); -fetoproteina este o glicoproteina serica, la adult concentratia este foarte scazuta (2-5 ng/ml); in conditii oncogenice, concentratia creste, devenind un marker al carcinomului hepato-celular sau al tumorilor cu celule germinative; antigenul carcino-embrionar este un antigen proteic si un marker al tumorilor de tract gastro-intestinal sau respirator.

    - antigene de histocompatibilitate (a se vedea in continuare).

    Specificitate antigenica

    Este determinata doar de determinantii antigenici, nu de intreaga molecula. Aceasta explica de ce 2 antigene au aceeasi specificitate cand au epitopi identici (chiar daca restul celulei este diferita) sau 2 antigene sunt diferite cand poseda epitopi diferiti (chiar daca restul moleculelor este identic).

    Specificitatea de specie (specificitatea izo-antigenica)

    Toti membrii unei anumite specii poseda antigene specifice, care nu se gasesc la membrii altor specii.

    Specificitatea de organ

    Un individ prezinta antigene caracteristice de organ, tesut (de exemplu: de cristalin, hepatic) care nu sunt prezente pe alte structuri ale individului.

    Antigene heterofile

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    38

    Sunt antigene ce se gasesc in tesuturile membrilor apartinand unor specii total diferite (de exemplu antigenele Forssman care exista la mamifere, reptile cu sange rece, pesti, dar si bacterii: Salmonella, Shigella, Neisseria, Clostridium; un alt exemplu este streptococul -hemolitic grup A care are antigene comune, ca si structura, cu cele ale muschiului cardiac uman si cu tesutul conjunctiv uman).

    Antigenele specifice celulare

    Sunt denumite si markeri antigenici de suprafata; pe baza lor este posibila identificarea populatiilor celulare.

    Unul dintre antigenele prezente pe suprafata tuturor celulelor unui individ (ca si parte a membranei celulare) este antigenul de histocompatibilitate; acest antigen nu difera de la un organ la altul sau de la un tesut la altul al aceluiasi individ, dar difera intre indivizii aceleiasi specii.

    Antigenele de histocompatibilitate sunt codate genetic, de catre 2 loci diferiti de histocompatibilitate, localizati pe gene diferite (locii pentru sistemul major de compatibilitate sunt localizati pe cromozomul 6); pe langa acestia sunt recunoscuti si loci pentru sistemul minor de histocompatibilitate (antigene minore de histocompatibilitate) care prezinta o imunogenicitate scazuta.

    Clasificarea antigenica

    a. din punct de vedere al organismului care recunoaste structurile non-self, antigenele pot fi clasificate ca si: antigene autologe, allo-antigene sau xeno-antigene.

    Antigenele autologe se dezvolta in functie de structura chimica sau modificarile structurilor self, dar apar si in tulburarile sistemului imun, cand dispare toleranta fata de structurile self, astfel transformandu-se in structuri imunogenice; aceste conditii induc un raspuns autoimun (patologie autoimuna).

    Allo-antigenele sau izo-antigenele sunt prezente numai la anumiti indivizi ai unei specii, fiind capabile sa induca productie de izoantigene la alti indivizi din aceeasi specie (de exemplu antigenele sistemului OAB, antigenele de histocompatibilitate, markerii celulelor limfoide etc).

    Xeno-antigenele apartin diferitelor specii; aceste structuri sunt intotdeauna recunoscute ca si non-self.

    b. din punct de vedere al claselor celulare care pot fi activate de catre antigene, se disting: antigene timo-dependente si antigene timo-independente.

    Antigenele timo-dependente sunt recunoscute de limfocitele Th; aceste antigene se gasesc larg raspandite in natura, de obicei fiind molecule ne-polimerizate.

    Antigenele timo-independente nu implica participarea limfocitelor T, fiind capabile sa activeze direct limfocitele B; acest tip este reprezentat de molecule polimerizate, ce prezinta determinanti antigenici repetitivi (de exemplu endotoxinele, polizaharidele din capsula pneumococului).

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    39

    c. tinand cont de calea utilizata de celulele fagocitare in procesarea antigenelor, exista 3 tipuri: - tipul I prima clasa antigenele nu sufera nici un fel de modificare moleculara; antigenele sunt expresate pe lantul a al MHC (a se vedea reprezentarea schematica fig. 12) al APC (celulelor prezentatoare de antigen). - tipul II clasa secunda cand antigenele sunt desfasurate spatial, pentru a se evidentia epitopii. - tipul III clasa a treia antigenele necesita a fi divizate in fragmente, de catre celulele fagocitare, pentru a fi re-expuse pe suprafata celulelor ca si fragmente de epitopi.

    Superantigenele (SAG)

    Reprezinta o familie de molecule, ce apartin fie:

    a. toxinelor bacteriene, sau b. produsilor codati de genele retrovirale.

    a. exotoxinele (de exemplu enterotoxina, toxina exfoliativa, a sindromului de soc toxic ale stafilococului aureus coagulazo (+) pe scurt stafilococului patogen, toxinele eliberate de unele tulpini ale streptococului piogenes de grup A, toxina eliberata de Clostridium perfringens) toate sunt capabile sa dezechilibreze homeostazia sistemului imun.

    S-a dovedit ca, in general, pentru activarea extensiva a limfocitelor T este nevoie doar de cantitati mici de toxine.

    b. din aceasta categorie, se pot mentiona: superantigenele limfocitelor minore (MLS-Minor Lymphocytes Superantigens) sau proteina N ce apartine nucleocapsidei virusului rabiei.

    Toate aceste superantigene stimuleaza un numar mare de limfocite T, inducand un lant de procese complexe in cadrul sistemului imun, cauzand sindromul socului septic pana la reactii autoimune; dar in acelasi timp aceste proprietati se pot folosi in beneficiul terapeutic la diferite patologii, cum ar fi: artrite, SIDA, patologia maligna, prin utilizarea caracterului imunomodulator al superantigenelor.

    Replicarea celulelor T (sub influenta superantigenelor) este acompaniata de o sinteza importanta de IL-2, IFN si alte citokine.

    In cazul toxicitatii induse de superantigene, este implicat acelasi proces de proliferare limfocitara, acompaniat de secretie de citokine, leucotriene si eliberare de alti factori pro-inflamatori.

    Toate aceste fenomene, stimuleaza intr-o maniera pronuntata diferite tipuri celulare, conducand intr-un final la imunosupresie si soc.

    Proliferarea limfocitelor activate (indusa de superantigene) are nevoie de prezenta de celule accesorii: limfocite B, monocite, macrofage, celule dendritice, celule timice. Toate acestea expreseaza pe suprafata lor molecule apartinand clasei a II-a MHC (Complexului Major de Histocompatibilitate).

    Clasa a II-a MHC constituie principalul receptor celular pentru superantigenele bacteriene, pentru antigenele clasice sau peptidele antigenice (procesate de APC- celulele

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    40

    prezentatoare de antigen); peptidele antigenice sunt fixate intr-o cavitate formata de si helix-ul structural al MHC clasa a II-a ; in cazul antigenelor neprocesate, acestea vor fi fixate de catre MHC clasa a II-a , inafara situsului mentionat anterior.

    Recunoasterea superantigenelor de catre limfocitele T

    Legatura dintre superantigene si moleculele clasei a II-a MHC este primul pas necesar pentru recunoasterea antigenica; in acest mod ele se vor lega de limfocitele T; rezulta 2 proprietati ale superantigenelor:

    - se pot lega de moleculele clasei a II-a MHC si - pot sa activeze limfocitele T rezultatul este un complex trimolecular, format din: TCR

    (receptorul celulei T) - SAG (superantigenele) - MCH II (clasa a II-a a Complexului major de Histocompatibilitate).

    Fig. 12 Prezentarea superantigenelor

    V. Anticorpii

    Recunoasterea structurilor non-self este markerul raspunsului imun adaptativ specific. Exista 2 tipuri distincte de molecule implicate: imunoglobulinele si receptorii pentru antigeni ai celulelor T (TCR-T-Cell receptors).

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    41

    Diversitatea si heterogenicitatea sunt trasaturile caracteristice ale acestor molecule; exista dovezi ca rearanjamentul extins al genelor care genereaza imunoglobulinele si TCR sta la baza abilitatii de a recunoaste o mare diversitate de antigene.

    Imunoglobulinele Sunt un grup de glicoproteine, prezente in ser, tesuturi si in secretiile exocrine ale

    mamiferelor. In organismul uman exista sub 4 forme diferite:

    - molecule libere (in fluidele organismului) - complexe Ag-Ac (antigen-anticorp) - molecule citofilice fixe (prin intermediul fragmentului Fc, care este un fragment C-

    terminal (carbon-terminal) cand legarea are loc intr-o maniera nespecifica; in cazul legarii specifice, participa fragmentul Fc care este NH2-terminal)

    - molecule fixe situate pe suprafata celulelor B ca si receptori pentru antigene.

    Contactul dintre antigene si celulele B este necesar pentru transformarea acestora in celule formatoare de anticorpi (plasmocite) care vor secreta cantitati mari de anticorpi. Moleculele de imunoglobuline legate de membrana celulara a celulelor B au aceleasi specificitati de legare ca si ale anticorpilor ce sunt produsi de plasmocite.

    Este necesar sa se mentioneze trasaturile moleculelor de imunoglobuline care sunt diferite de ale altor proteine plasmatice, astfel:

    - capacitatea de a reactiona intr-o maniera specifica cu antigenele (prin intermediul paratopului)

    - sensibilitatea fata de anumite enzime: papaina, pepsina - abilitatea de a fixa componentele sistemului Complement - activarea proceselor de fagocitoza (prin intermediul opsonizarii situatie in care

    imunoglobulinele se identifica ca si opsonine) - sunt divizate in clase si subclase.

    Se recunosc 5 clase diferite de imunoglobuline ce exista la mamiferele superioare, dupa cum urmeaza: IgG, IgM, IgE, IgA si IgD. Aceste clase se disting intre intre ele, luand in considerare:

    - marimea moleculei, - incarcatura electrica (din punct de vedere electroforetic, migreaza de la fractiunea

    gamma spre fractiunea alfa a proteinelor serice normale) (fig. 13) - secventa AA - continutul de carbohidrati (CH) - afinitate si aviditate (se refera la capacitatea de a recunoaste antigenele si puterea de

    legare a unui singur situs combinativ sau a mai multor situsuri combinative)

  • Curs de Imunologie pentru Medicin Dentar

    42

    Fig. 13. Mobilitatea electroforetica a proteinelor plasmatice

    Structura anticorpilor

    Cristalografia in radiatii X, demonstreaza forma de litera Y a moleculei de imunoglobulina.

    Moleculele de imunoglobuline sunt compuse din doua tipuri distincte de lanturi polipeptidice (lantul L light si lantul greu H heavy) care sunt legate intre ele prin legaturi covalente si necovalente.

    Lantul usor (L)

    Are o greutate moleculara de aproximativ 25.000 D si este prezent la toate clasele de imunoglobuline; lanturile usoare ale celor mai multe vertebrate exista sub 2 forme: denumite kappa (k) si lambda (), acestea fiind practic izotipuri ale lanturilor usoare.

    Toate lanturile usoare prezinta o portiune constanta [portiunea C-terminal (carbon terminal) ce prezinta 107 reziduri de AA, identificata ca si CL (Constant Light chain) si o regiune variabila (N-terminal