Imunochémia štúdium štruktúry protilátok a ich schopnosti viazať antigény rôznej štruktúry štúdium imunitného systému

1. Imunochémiaštúdium štruktúry protilátok a ich schopnosti viazať antigény rôznej štruktúryštúdium imunitného systému Ing. Michal Kaliňák 5. posch. č. dv. 511 kl. 513, 512

2. Imunochémia Podmienky zápočtu • prítomnosť na prednáškach (možné 2 ospravedlnené absencie) • vypracovanie a prezentovanie referátu

3. Odporúčaná literatúra • Buc Milan: Imunológia, Veda, 2001 • Ferenčík M. a kol: Zápal, horúčka, bolesť, Slovart, 1997 • Ferenčík M. a kol: Imunológia: základné termíny a definície, SAP, 2001 • Kontseková E.: Základy imunológie, UK, 2004 • Abbas A. K.: Cellular and Molecular Immunology, 2005 • Roitt Ivan: Essential Immunology, 2006 • Janeway C.: Immunobiology, 2004 • Paul W. E.: Fundamental Immunology

4. Internetové zdroje Texty o imunológii • www.wikipedia.org (immune system) • en.wikibooks.org/wiki/Immunology • www.theimmunology.com • www.hhmi.org/biointeractive/immunology/index.html Animácie • www.blink.biz/immunoanimations Imunologický slovník • www-micro.msb.le.ac.uk/MBChB/ImmGloss.html

5. Historické medzníky v imunológii

6. Historické medzníky v serológii

7. Historické medzníky v imunochémii

8. Historické medzníky v imunobiológii

9. NOSITELIA NOBELOVEJ CENYza imunológiu, fyziológiu a medicínu 1901 von BEHRING E. antitoxínová séroterapia, sérum proti záškrtu 1905 KOCH R. tuberkulín, bunková imunita 1908 MEČNIKOV I. fagocytóza EHRLICH P. antitoxíny, protilátky, chemoterapia 1912 CARRELL A. transplantácia orgánov 1913 RICHET C. anafylaxia 1919 BORDET J. komplement, teórie imunity 1930 LANDSTEINER K. krvné skupiny (systém AB0) 1948 TISELIUS A. protilátky ako -globulíny, voľná elektroforéza 1951 THEILER M. vakcína proti žltej horúčke 1957 BOVET D. antihistaminiká 1960 BURNET F. M. získaná imunologická tolerancia MEDAWAR P. 1972 EDELMAN G. M. chemická štruktúra protilátok (IgG) PORTER R. R. www.nobelprize.org

10. NOSITELIA NOBELOVEJ CENYza imunológiu, fyziológiu a medicínu 1976 GAJDUSEK C. mechanizmus šírenia infekcií, pomalé vírusy 1977 YALOW S. R. rádioimunoanalýza (RIA) 1980 SNELL D. G. komplex H-2 DAUSSET J. hlavný histokompatibilný komplex BENACERRAF B. gény imunitnej odpovede 1984 JERNE K. N. idiotypová sieť KÖHLER J. F. G. monoklonové protilátky MILSTEIN C. 1987 TONEGAWA S. štruktúra imunoglobulínových génov 1991 THOMAS E. D. transplantácie orgánov MURRAY E. J. 1996 ZINKERNAGEL M. R. ochrana ľudskej imunity pred vírusmi DOHERTY C. Peter • PRUSINER B. S. objav priónov www.nobelprize.org

11. IMUNOCHÉMIA MOLEKULOVÁ IMUNOLÓGIA MIKROBIOLÓGIA KLINICKÁ IMUNOLÓGIA CHÉMIA MIKROBIÁLNA IMUNOLÓGIA IMUNOPATOLÓGIA BUNKOVÁ IMUNOLÓGIA IMUNOBIOLÓGIA TRANSPLANTAČNÁ IMUNOLÓGIA BIOLÓGIA IMUNOLÓGIA NÁDOROV IMUNOLÓGIA GENETIKA PATOLÓGIA FARMAKOLÓGIA PSYCHONEUROLÓGIA HEMATOLÓGIA MEDICÍNA IMUNOFARMAKOLÓGIA IMUNOGENETIKA IMUNOLÓGIA STARNUTIA PSYCHONEUROIMUNOLÓGIA IMUNOTOXIKOLÓGIA IMUNOHEMATOLÓGIA EKOIMUNOLÓGIA

12. VÝZNAM A FUNKCIE IMUNITNÉHO SYSTÉMU Mechanizmy nevyhnutné pre vznik audržiavanie života • získavanie voľnej energie, metabolizmus a biokatalýza látok • prepis a prenos genetickej informácie (transkripcia a replikácia génov) • neuro-endokrinno-imunitný supersystém vyšších organizmov • príjem a spracovanie informácií z prostredia • udržanie homeostázy, zachovanie integrity a individuality organizmu

13. FUNKCIE IMUNITNÉHO SYSTÉMU NORMÁLNE • INFORMAČNÁ(diskriminačná, rozpoznávacia) • rozpoznanie vlastných štruktúr (self) od nevlastných (non-self) • tolerovanie vlastných a likvidácia cudzích alebo odcudzených zložiek • KONTROLNÁ (imunologický dohľad = surveillance) • kontrola životných procesov a iniciácia efektorových mechanizmov • EFEKTOROVÁ • zapojenie výkonných zariadení do činnosti a ich príprava na opakované stretnutie s tou istou látkou • PAMÄŤOVÁ • ukladanie realizovaných dejov do pamäti IMUNOPATOLOGICKÉ • AUTOAGRESÍVNE autoimunitné odpovede • ZNÍŽENÉ (defektné)imunodeficiencie • ZVÝŠENÉ (abnormálne) alergie, hypersenzitívne reakcie

14. Formy imunity PROSPEŠNÁ vznik imunity INERTNÁ imunologická tolerancia ŠKODLIVÁ imunopatologické stavy (alergia, autoimunita) SYSTÉMOVÁ pôsobí v celom organizme LOKÁLNA pôsobí len v určitých častiach tela (sliznica nosa, čreva) AKTÍVNA postinfekčná, postvakcinačná PASÍVNA transplacentový akolostrálny prenos, injikovanie antitoxických sér a gama-globulínu

15. Formy imunity • ŠPECIFICKÁ (získaná, adaptívna) • realizácia • výkonné a regulačné T-lymfocyty (bunkové mechanizmy) • protilátky (humorálna) • podmienky • reagujú len s antigénom, ktorý ich aktivoval • nepôsobia ihneď po styku organizmu s antigénom (po niekoľkých dňoch) • majú imunologickú pamäť • využitie • v antiinfekčnej a protinádorovej obrane NEŠPECIFICKÁ (prirodzená, vrodená) realizácia • viaceré anatomické štruktúry a fyziologické systémy • fagocytóza, NK-bunky (bunkové mechanizmy) • komplementový systém a mnohé cytokíny (humorálna) podmienky • nie je potrebný predchádzajúci kontakt s antigénom • pôsobia ihneď po styku organizmu s antigénom • nemajú imunologickú pamäť využitie • pri očisťovaní tkanív od cudzorodých látok • v antiinfekčnej a protinádorovej obrane

16. PROSPEŠNÁ INDIFERENTNÁ ŠKODLIVÁ (vznik imunity) (imunologická tolerancia) (imunopatologické alebo IMUNITA autoimunitné reakcie) AKTÍVNA IMUNITN Á ODPOVEĎ prirodzená (postinfekčná) umelá ( postvakcinačná) PASÍVNA ŠPECIFICKÁ NEŠPECIFICKÁ prirodzená (placenta) (získaná) (prirodzená, vrodená) umelá (antitoxické séra) BUNKOVÁ HUMORÁLNA BUNKOVÁ HUMORÁLNA bunky prezentujúce ( protilátková ) antigén (APC) profesionálne fagocyty komplementový systém T- lymfocyty B- lymfocyty NK-bunky niektoré cytokíny mastocyty enzýmy endotelové bunky cytotoxické (T , CTL) protilátky C pomocné (T 1, T 2) cytokíny H H

17. Zložky imunitného systému • IMUNITNÝ SYSTÉM • difúzny orgán s hmotnosťou 1000 g (1012 lymfocytov, 1020 protilátok) • Lymfoidné orgány • kostná dreň, týmus • lymfatické uzliny, slezina, mandle, slizničné lymfoidné tkanivo • Bunky imunitného systému • lymfocyty • fagocyty • bunky prezentujúce antigén • pomocné bunky • Molekuly imunitného systému • protilátky • zložky komplementu • imunohormóny, cytokíny,... • receptory

18. Lymfoidné orgány PRIMÁRNE • týmus, kostná dreň (ekvivalent Fabriciovej burzy vtákov) • dozrievanie a diferenciácia lymfocytov SEKUNDÁRNE (periférne) • lymfatické uzliny, slezina, tonzily (okapsulované) • slizničné lymfoidné tkanivo (MALT) • realizácia lokálnej špecifickej imunity (slizničnej) • MALT (mucosa-associated lymphoid tissue) • črevo: GALT (gut-associated lymphoid tissue), Peyerove plaky • priedušky: BALT (bronchial-associated lymphoid tissue) • koža: SALT (skin-associated lymphoid tissue) • nosné dutiny: NALT (nasal lymphoid tissue)

19. Lymfoidné orgány

20. Bunky imunitného systému LYMFOCYTY • B-lymfocyty, T-lymfocyty, NK-bunky (LGL - veľké granulové lymfocyty) PROFESIONÁLNE FAGOCYTY • mononukleárne fagocyty: krvné monocyty, tkanivové makrofágy • granulocyty: neutrofily, eozinofily BUNKY PREZENTUJÚCE ANTIGÉN (APC) • primárne: makrofágy, dendritové a Langerhansove bunky, B-lymfocyty • sekundárne: endotelové bunky ciev, epitelové bunky čreva POMOCNÉ BUNKY • bazofily, mastocyty (žírne bunky), trombocyty (krvné doštičky)

21. Diferenciácia

22. Hematopoéza

23. Lymfoidný rad • B-lymfocyty • T-lymfocyty • NK-bunky

24. Populácie lymfocytov • B-lymfocyty (B-bunky) • T-lymfocyty (T-bunky) • NK-bunky (LGL, veľký granulový lymfocyt)

25. B-lymfocyty po styku s antigénom diferencujú na • plazmové bunky • pamäťové bunky

26. Subpopulácie T-lymfocytov • TH-lymfocyty (pomocné) CD4+, • TH0 naivné, panenské • TH1 zápalové, majú aj cytotoxickú aktivitu • TH2 pomáhajú B-lymfocytom rozpoznať antigén • regulačné T-lymfocyty CD25+, • Treg bráni navodeniu reakcie voči autoantigénom • Tr1 tolerancia na strávené antigény • TH3 ako Tr1 + produkcia hojivých cytokínov • TC-lymfocyty (cytotoxické) CD8+ • TM (pamäťové) CD8+, CD45R0+,CD29+

27. T-lymfocyty T-lymfocyt (vľavo) naviazaný na antigén prezentujúcu bunku – makrofág (vpravo) T-lymfocyty interagujúce s makrofágom

28. NK bunky Natural Killer (funkčne) Veľký granulový lymfocyt (morfologicky) LAK bunky (lymfokínom aktivované killer bunky) vznikajú z NK buniek po indukcii cytokínmi v laboratóriu Na obrázku NK bunka usmrcuje nádorovú bunku.

29. Myeloidný rad Monocyty • makrofágy • dendritové bunky • a ďalšie (histiocyty, mikrogliá, Kupfferové bunky, osteoklasty, alveolové makrofágy) Granulocyty • neutrofily • eozinofily • bazofily Mastocyty (žírne bunky)

30. Makrofágy NORMÁLNE MAKROFÁGY • spojivového tkaniva (histiocyty) • pečene (Kupfferove bunky) • pľúc (alveolárne makrofágy) • lymfatických uzlín a sleziny (voľné a usadené makrofágy) • kostnej drene (usadené makrofágy) • seróznych tekutín (pleurálne a peritoneálne makrofágy) • kože (histiocyty, Langerhansove bunky) • iných tkanív ZÁPALOVÉ MAKROFÁGY • v rôznych zápalových exudátoch Funkčné štádiá makrofágov • pokojové (neaktivované) • primované (predaktivované) • aktivované - cytokínmi, niektorými súčasťami mikroorganizmov

31. Monocyty veľkosť: priemer 16-22 m jadro: charakteristický tvar podkovy alebo obličky cytoplazma: pinocytové vakuoly, lyzozómové granuly, mitochondrie a cisterny drsného endoplazmového retikula výskyt: periférna krv, 2-10% z prítomných leukocytov súčasť mononukleárového fagocytového systému, profesionálny fagocyt

32. Makrofágy • dlhé pseudopodie makrofágu obklopia a uzavrú baktérie za vzniku fagozómu • fagocytóza a procesovanie exogénneho antigénu makrofágmi

33. Dendritové bunky Folikulové dendritové bunky v lymfatických orgánoch

34. Granulocyty • neutrofily • eozinofily • bazofily

35. Neutrofily • veľkosť: priemer 12-15 m • jadro: viaclaločnaté • cytoplazma: azurofilná granula, špecifické granuly, • výskyt: krvná cirkulácia, 45-70% z prítomných leukocytov, zapálené tkanivá • neutrofilný granulocyt, polymorfonukleárny leukocyt (PMN) • profesionálny fagocyt

36. Eozinofily • veľkosť: 13-20 m • jadro: viaclaločnaté • cytoplazma: špecifické granuly, primárne a malé lyzozómy • výskyt: krvná cirkulácia, 2-5% z prítomných leukocytov • granulocyt, profesionálny fagocyt, boj proti parazitom (helmintom)

37. Bazofily • veľkosť: 13-20 m • jadro: laločnaté • cytoplazma: špecifické granuly, primárne a malé lyzozómy • výskyt: krvná cirkulácia, 0,5-2% z prítomných leukocytov • granulocyt, nefagocytuje, úloha pri alergiách

38. Mastocyty Mastocyty (žírne bunky) uvoľňujú histamín z tmavosfarbených granúl a stimulujú tak odpoveď buniek imunitného systému V patologických stavoch spôsobujú alergické reakcie

39. Molekuly imunitného systému • protilátky (imunoglobulíny), zložky a faktory komplementu • imunohormóny, cytokíny a iné imunoregulačné látky • receptory na povrchu imunologicky aktívnych buniek (antigénové, Fc)